ขล้อเทียนเป็นไม้ต้น สูง ๒-๑๐ ม. ผลัดใบแต่ผลิใบใหม่ไว ลำต้นเปลา แตกกิ่งต่ำ เปลือกเรียบหรือแตกเป็นสะเก็ดเล็ก ๆ ทั่วไป สีน้ำตาลคล้ำจนถึงน้ำตาลดำ กิ่งอ่อนและยอดอ่อนมีขนนุ่ม สีเทา
ใบเดี่ยว เรียงสลับหรือเยื้องกันเล็กน้อย และอาจพบเรียงตรงข้ามกัน เรียงแผ่ในระนาบเดียวกัน รูปรีหรือรูปรีแกมรูปไข่กลับ กว้าง ๑-๑.๕ ซม. ยาว ๒-๓ ซม. ปลายมนหรือเป็นติ่งแหลม โคนมนและมักเบี้ยวเล็กน้อย ขอบเรียบ แผ่นใบค่อนข้างบาง มีขนนุ่มทั้ง ๒ ด้าน ด้านล่างมีขนหนาแน่นกว่า เส้นแขนงใบข้างละ ๔-๕ เส้น พอสังเกตเห็นได้ทางด้านล่าง ก้านใบยาว ๑-๓ มม. มีขนนุ่ม
ช่อดอกแบบช่อกระจุก ออกตามง่ามใบและปลายกิ่ง เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๑ ซม. แต่ละช่อมีดอกมาก ก้านช่อยาว ๐.๕-๒ ซม. มีขนสีเทาทั่วไป ดอกเล็ก สีขาวหรือขาวอมเหลืองอ่อน กลีบเลี้ยงโคนติดกันเป็นหลอด ยาว ๔-๕ มม. หลอดจะผายกว้างเป็นรูปถ้วยและแยกเป็นแฉกแหลม ๕ แฉก ไม่มีกลีบดอก เกสรเพศผู้ ๑๐ อัน เรียงสลับกันเป็น ๒ วง ก้านชูอับเรณูยาวประมาณ ๔ มม. รังไข่อยู่ใต้วงกลีบ รูปรีและโค้ง มี ๑ ช่องและมีออวุล ๒-๓ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียเรียวแหลม มีขนประปราย
ผลแบบผลผนังชั้นในแข็ง เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๕ มม. ด้านข้างของผลจะเป็นครีบตามยาวหลายครีบ มีกลีบเลี้ยงติดทน ผลเหล่านี้จะรวมกันดูเป็นก้อนกลม
ขล้อเทียนมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ ขึ้นตามป่าโปร่งและป่าละเมาะใกล้แหล่งน้ำและน้ำท่วมถึงในบางฤดู ที่สูงจากระดับน้ำทะเล ๑๐๐-๓๐๐ ม. ออกดอกและเป็นผลระหว่างเดือนพฤษภาคมถึงมิถุนายน ในต่างประเทศพบที่ลาว
เนื้อไม้แข็ง สีน้ำตาลเข้ม ใช้ทำเสาและสิ่งปลูกสร้างที่รับน้ำหนักมาก.