กระถินหางกระรอกเป็นไม้พุ่มหรือไม้ต้น สูง ๑-๘ ม. บางครั้งมีหน่อมากมายเกิดขึ้นใกล้ลำต้น ตามต้นและกิ่งมีหนามเปลือกเรียบ สีเทา กิ่งแผ่ออกทางด้านข้างของลำต้น กิ่งอ่อน มีขน
ใบประกอบแบบขนนกสองชั้น เรียงเวียน แกนกลางยาว ๕-๒๐ ซม. แยกแขนง ๕-๑๙ คู่ แต่ละแขนงยาว ๓-๕ ซม. ตรงรอยต่อระหว่างแกนกลางใบกับแขนงมีต่อมนูนสีคล้ำชัดเจนใบย่อย ๙-๔๑ คู่ เรียงตรงข้าม รูปขอบขนาน กว้าง ๑-๔ มม. ยาว ๐.๔-๑.๑ ซม. ไม่มีก้านใบย่อย
ช่อดอกแบบช่อเชิงลด ออกตามง่ามใบเป็นช่อเดี่ยวหรือ ๒-๓ ช่อ ห้อยลง ยาว ๒-๕ ซม. แต่ละช่อมีดอกเล็ก ๆ ที่ไม่มีก้านดอกจำนวนมากอัดตัวกันแน่น โคนช่อสีม่วงอมชมพูปลายสีเหลือง ช่อดอกแบ่งออกเป็น ๒ ส่วน ส่วนโคนช่อเป็นรูปทรงกระบอกกว้าง ประกอบด้วยดอกเป็นหมัน ซึ่งมีเกสรเพศผู้เป็นหมัน ส่วนปลายช่อเป็นรูปทรงกระบอกแคบประกอบด้วยดอกสมบูรณ์เพศ มีกลีบเลี้ยงโคนติดกัน ปลายจักตื้น ๆ ๕ หยัก กลีบดอก ๕ กลีบ โคนติดกันเป็นหลอดสั้นเกสรเพศผู้ ๑๐ อัน ยาวประมาณ ๓ มม. รังไข่อยู่เหนือ วงกลีบ
ฝักเป็นกระจุก รูปขอบขนาน กว้างประมาณ ๒ ซม. ยาว ๒-๑๐ ซม. เมื่อแก่ฝักจะบิดแต่ไม่แตก มีหลายเมล็ด สีน้ำตาลเป็นมัน กว้าง ๓-๔ มม. ยาว ๔-๖ มม.
กระถินหางกระรอกเป็นพรรณไม้พื้นเมืองของทวีปแอฟริกาเขตร้อนนำเข้ามาปลูกเป็นไม้ประดับทั่วไปในประเทศไทยเพราะดอกสวยและมีกลิ่นหอม.