ช่อข้าวสุกเป็นไม้ต้น สูง ๕-๑๒ ม. กิ่งแขนงมีขนสั้นหนานุ่มหรือมีขนสั้นประปราย
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปไข่กลับ กว้าง ๖-๑๒ ซม. ยาว ๑๑-๒๒.๕ ซม. ปลายมนหรือแหลม โคนรูปลิ่มหรือค่อนข้างเบี้ยว ขอบเรียบ แผ่นใบหนาคล้ายแผ่นหนัง ใบสดเมื่อขยี้มีกลิ่นฉุน ด้านบนเกลี้ยง หรือมีขนสั้นประปรายตามเส้นกลางใบและเส้นแขนงใบ ด้านล่างมีขนสั้นหนานุ่มหรือมีขนสั้นประปราย เส้นกลางใบเป็นร่องตื้นหรือแบนทางด้านบน ด้านล่างเป็นสันนูน เส้นแขนงใบข้างละ ๘-๑๑ เส้น นูนทางด้านล่างปลายเส้นโค้งจดกันใกล้ขอบใบ เส้นใบย่อยแบบขั้นบันไดและแบบร่างแหเล็กละเอียด นูนทางด้านล่างก้านใบยาว ๑.๕-๓ ซม. มีขนสั้นหนานุ่มหรือมีขนสั้นประปราย
ดอกแยกเพศต่างต้น ช่อดอกแบบช่อซี่ร่ม เรียงสลับตามกิ่งแขนงสั้นคล้ายช่อกระจะ ออกตามซอกใบหรือตามกิ่ง ยาว ๒-๘ ซม. ช่อดอกตูมรูปกลมคล้ายดอกเดี่ยว เมื่อบานเส้นผ่านศูนย์กลางช่อ ๐.๗-๑.๔ ซม. แต่ละช่อมีดอก ๕-๘ ดอก สีเหลืองอ่อนก้านช่อดอกยาว ๐.๕-๑.๓ ซม. มีขนสั้นหนานุ่ม มีใบประดับ ๖ ใบ รูปค่อนข้างกลมหรือรูปไข่กว้าง งุ้มเข้าด้านใน กว้าง ๓-๗ มม. ยาว ๔-๗ มม. เรียงซ้อนเหลื่อมหุ้มช่อดอกตูม ชั้นนอกหนาคล้ายแผ่นหนัง ด้านนอกมีขนสั้นหนานุ่ม ชั้นในบางคล้ายเยื่อ มีขน ขอบเป็นชายครุย ก้านดอกยาว ๑.๕-๓ มม. มีขนสั้นหนานุ่ม กลีบรวมโคนเชื่อมติดกันเป็นรูปถ้วยตื้น ๆ ปลายแยกเป็น ๖-๘ แฉก เรียง ๒-๓ ชั้น ชั้นละ ๓ แฉก ขนาดเกือบเท่ากัน แต่ละแฉกรูปรี รูปขอบขนานแกมรูปรี หรือรูปขอบขนาน บางคล้ายเยื่อ มีขน ดอกเพศผู้มีแฉกกลีบรวมกว้าง ๐.๘-๑.๕ มม. ยาว ๓-๕ มม. เกสรเพศผู้ ๙-๑๒ เกสร ยาวไม่เท่ากัน เรียง ๓-๔ ชั้น ชั้นละ ๓ เกสร ก้านชูอับเรณูเรียว ยาว ๒-๕ มม. มีขนโคนมีต่อม ๒ ต่อม หรือไม่มี อับเรณูยาว ๐.๘-๑.๕ มม. เป็นช่องมีฝาเปิด ๔ ช่อง เกสรเพศเมียเป็นหมันยาวประมาณ ๒.๕ มม. ดอกเพศเมียมีแฉกกลีบรวมกว้าง ๐.๘-๑ มม. ยาว ๒-๒.๕ มม. เกสรเพศผู้เป็นหมัน ๙-๑๒ เกสร รูปแถบ ยาวไม่เท่ากัน ยาว ๑-๒ มม. มีขน โคนมีต่อม ๒ ต่อม หรือไม่มี รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ ทรงรูปไข่ กว้าง ๐.๘-๑ มม. ยาว ๑-๑.๕ มม. เกลี้ยง มี ๑ ช่อง ออวุล ๑ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียยาว ๑.๕-๒ มม. ยอดเกสรเพศเมียรูปโล่
ผลแบบผลมีเนื้อหนึ่งถึงหลายเมล็ด รูปทรงกลมแป้น เส้นผ่านศูนย์กลาง ๑.๓-๑.๘ ซม. สีเขียวมีจุดประสีขาว ผิวเกลี้ยงเป็นมัน ผลสดเมื่อขยี้มีกลิ่นสุกสีม่วงแดงถึงสีดำ วงกลีบรวมติดทนและขยายใหญ่เป็นรูปถ้วย เส้นผ่านศูนย์กลาง ๑.๔-๒ ซม. สูง ๔-๘ มม. ผิวเป็นตุ่มเล็กและมีขนสั้นประปราย ก้านผล
ช่อข้าวสุกมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือและภาคตะวันตกเฉียงใต้ พบตามป่าเบญจพรรณและป่าดิบเขา ที่สูงจากระดับทะเล ๔๐๐-๑,๒๐๐ ม. ออกดอกเดือนกรกฎาคมถึงธันวาคมเป็นผลเดือนธันวาคมถึงเมษายน ในต่างประเทศพบที่อินเดียและเมียนมา.