ช้าม่วงเป็นไม้ต้น สูงได้ถึง ๔๐ ม. ลำต้นเปลาตรงเปลือกแตกเป็นสะเก็ดหรือร่องลึก โคนต้นมีพูพอนสูงประมาณ ๓ ม. มีชันสีขาวขุ่น กิ่งอ่อน หูใบด้านในช่อดอก กลีบเลี้ยง และกลีบดอกด้านนอกมีขนสั้นนุ่ม
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปขอบขนานหรือรูปใบหอก กว้าง ๓.๕-๕.๕ ซม. ยาว ๗-๒๐ ซม. ปลายแหลมโคนรูปลิ่มหรือมน ขอบเรียบ แผ่นใบเกลี้ยง เส้นแขนงใบข้างละ ๑๒-๒๐ เส้น เส้นใบย่อยแบบร่างแหกึ่งขั้นบันได ก้านใบยาว ๑.๕-๓ ซม. หูใบรูปขอบขนานแกมรูปใบหอก ยาว ๕-๘ มม.
ช่อดอกแบบช่อแยกแขนง ออกตามซอกใบยาวได้ถึง ๒๐ ซม. ก้านดอกยาว ๑-๒ มม. กลีบเลี้ยงสีเขียวอ่อน โคนเชื่อมติดกันเป็นหลอด ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปรี ยาวประมาณ ๓ มม. กลีบดอก ๕ กลีบ สีนวล รูปไข่แกมรูปขอบขนาน กว้าง ๓-๕ ซม. ยาว ๗-๘ มม. ปลายกลีบมน เกสรเพศผู้ ๑๕ เกสร เกลี้ยงก้านชูอับเรณูสั้น โคนกว้าง ยาวประมาณกึ่งหนึ่งของอับเรณู อับเรณูรูปขอบขนาน ยาว ๑-๒ มม. ปลายมีรยางค์สั้น ๆ รังไข่อยู่กึ่งใต้วงกลีบ เกลี้ยง กว้างประมาณ ๓ มม. สูงประมาณ ๒ มม. มี ๓ ช่อง แต่ละช่องมีออวุล ๒ เม็ด พบน้อยที่มี ๓ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียยาวประมาณ ๑ มม. ยอดเกสรเพศเมียมี ๓ พู เห็นไม่ชัดเจน
ผลแบบผลเปลือกแข็งเมล็ดเดียว รูปทรงค่อนข้างกลม มีหลอดกลีบเลี้ยงติดทนหุ้มมิด เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๑ ซม. ปลายหลอดมีปีกยาว ๒ ปีก รูปใบพาย กว้างประมาณ ๑ ซม. ยาว ๑๐-๑๕ ซม. มีเส้นปีก ๓ เส้น ปีกสั้น ๓ ปีก กว้าง ๒-๓ มม. ยาว ๑-๓ ซม. ก้านผลยาวประมาณ ๓ มม. เมล็ดรูปคล้ายผล มี ๑ เมล็ด
ช้าม่วงมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ ภาคตะวันตกเฉียงใต้ และภาคใต้ ขึ้นกระจายห่าง ๆ ในป่าดิบแล้งและป่าดิบชื้น ที่สูงตั้งแต่ใกล้ระดับทะเลถึงประมาณ ๗๐๐ ม. ออกดอกเดือนมกราคมถึงมิถุนายน เป็นผลเดือนกันยายนถึงตุลาคมในต่างประเทศพบที่อินเดีย บังกลาเทศ เมียนมา และคาบสมุทรมลายู.