ขี้เหล็กเป็นไม้ต้น สูงได้ถึง ๒๐ ม. เปลือกสีเทาอมน้ำตาลอ่อน กิ่งอ่อนมีขน
ใบประกอบแบบขนนกปลายคู่ เรียงเวียน แกนกลางยาว ๑๒-๓๐ ซม. ก้านใบประกอบยาว ๒-๓ ซม. หูใบเรียวเล็กและสั้น ร่วงง่าย มีใบย่อย ๗-๑๐ คู่ อาจพบ ๔-๑๒ คู่ ใบย่อยรูปไข่แกมรูปขอบขนาน กว้าง ๑-๒ ซม. ยาว ๓-๗ ซม. ปลายมนหรือเว้าตื้นและมีติ่งแหลม โคนมน ขอบเรียบ แผ่นใบมีขนประปราย ด้านล่างสีจางกว่าด้านบน ก้านใบย่อยสั้น
ช่อดอกแบบช่อแยกแขนงขนาดใหญ่ ออกที่ปลายกิ่ง ยาว ๑๕-๓๐ ซม. ก้านช่อดอกยาว ๕-๗ ซม. ดอกสีเหลือง ก้านดอกยาว ๒-๓ ซม. โคนก้านดอกมีใบประดับรูปไข่กลับปลายแหลม ยาว ๕-๘ มม. ยาว ๐.๔-๑ ซม. กลีบเลี้ยง ๕ กลีบ มีทั้งรูปไข่จนถึงเกือบกลม แต่ละกลีบมีขนาดไม่เท่ากันกว้าง ๓-๘ ม.ม. กลีบดอก ๕ กลีบ รูปไข่กลับเกือบกลม แต่ละกลีบขนาดไม่เท่ากัน กว้าง ๐.๖-๑ ซม. ยาว ๐.๘-๑.๒ ซม. ปลายมน โคนแคบคล้ายก้าน เกสรเพศผู้ ๑๐ อัน มี ๓ ขนาด กลุ่มขนาดใหญ่มี ๒ อัน ก้านชูอับเรณูยาว ๐.๗-๑ ซม. อับเรณูยาว ๖-๗ มม. กลุ่มขนาดกลางมี ๕ อัน ก้านชูอับเรณูยาว ๒-๔ มม. อับเรณูยาว ๔-๖ มม. กลุ่มขนาดเล็กมี ๓ อัน ก้านชูอับเรณูยาว ๒-๓ มม. อับเรณูยาว ๒-๓ มม. รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ รูปคล้ายทรงกระบอก ปลายเรียวแหลม ยาวประมาณ ๑ ซม. มีขนสั้นนุ่ม มี ๑ ช่อง มีออวุลจำนวนมาก ก้านยอดเกสรเพศเมียสั้น
ผลแบบผลแห้งแตกสองแนว แบน ปลายแหลม กว้าง ๑-๑.๕ ซม. ยาว ๑๕-๒๕ ซม. ฝักแก่โค้งงอเป็นคลื่น มีเมล็ดมาก เมล็ดแบน สีน้ำตาล รูปไข่แกมรูปขอบขนาน กว้าง ๕-๗ มม. ยาว ๐.๖-๑ ซม. ผิวเป็นมัน
ขี้เหล็กมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทั่วทุกภาค ในต่างประเทศพบตั้งแต่อินเดีย พม่า ภูมิภาคอินโดจีน และภูมิภาคมาเลเซีย
ดอกอ่อนและใบอ่อนปรุงเป็นอาหารและเป็นยาระบาย เนื้อไม้ใช้ทำเครื่องเรือน (สมาคมโรงเรียนแพทย์แผนโบราณ วัดพระเชตุพน, ๒๕๐๗) พม่าใช้ดอกเป็นยาบำรุงและแก้ปวดท้อง (Perry and Metzger 1980).