ขี้หนอนคายเป็นไม้ต้น ผลัดใบแต่ผลิใบใหม่เร็ว สูงได้ถึง ๔๐ ม. เปลือกสีเทาอมน้ำตาล กิ่งแขนงใหม่มีขนสีแดงหนาแน่น โตเต็มที่เกือบเกลี้ยง ตายอดรูปกลมแกมรูปไข่ มีเส้นผ่านศูนย์กลาง ๒-๓ มม.
ใบเดี่ยว เรียงสลับ รูปไข่เบี้ยวแกมรูปรี กว้าง ๒.๕-๓.๕ ซม. ยาว ๖-๑๐ ซม. ปลายแหลม เรียวแหลม หรือยาวเป็นหาง โคนมนเบี้ยว สอบเรียว ขอบใบจากกึ่งกลางถึงปลายหยักซี่ฟัน จักฟันเลื่อย หรือค่อนข้างเรียบ แผ่นใบหนาคล้ายแผ่นหนัง ด้านล่างสีอ่อนกว่าด้านบนเล็กน้อย เกลี้ยงหรือมีขนประปราย เส้นกลางใบและเส้นแขนงใบมีขน ด้านบนแบนหรือเป็นร่อง ด้านล่างนูน มีตุ่มใบเป็นกระจุกขน เส้นแขนงใบข้างละ ๓-๔ เส้น ปลายโค้งขึ้นและจรดกันใกล้ขอบใบ เส้นใบคู่ล่างสุดยาวไม่เกิน ๒ ใน ๓ ของความยาวใบ เส้นใบย่อยแบบขั้นบันได ด้านล่างเห็นชัดกว่าด้านบน เมื่อแห้งสีเทาหม่น หรือสีเหลืองอมเทาแกมเขียว ก้านใบยาว ๐.๕-๑.๒ ซม. เป็นร่องตื้น ๆ ตามยาว หูใบรูปแถบ กว้างประมาณ ๑ มม. ยาวประมาณ ๕ มม.
ช่อดอกแบบช่อกระจุกโปร่ง มีขนสีแดงหนาแน่น มีทั้งช่อดอกเพศผู้และช่อดอกสมบูรณ์เพศในต้นเดียวกัน ช่อดอกเพศผู้มี ๒-๕ ดอก ออกบริเวณโคนกิ่งใหม่ที่ใบร่วงแล้ว ดอกรูปกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง ๒-๓ มม. กลีบรวม ๔ กลีบ รูปเรือ กว้างประมาณ ๑ มม. ยาวประมาณ ๒ มม. ปลายมน ขอบมีขน เกสรเพศผู้ ๔ อัน อับเรณูรูปไต เกสรเพศเมียลดรูป ช่อดอกสมบูรณ์เพศออกตามง่ามใบ มี ๒-๕ ดอก เส้นผ่านศูนย์กลางดอกประมาณ ๒ มม. กลีบรวมรูปเรือ กว้างประมาณ ๑ มม. ยาวประมาณ ๒ มม. เกสรเพศผู้ ๔ อัน รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ รูปไข่ กว้างประมาณ ๑ มม. ยาวประมาณ ๒ มม. มีขนละเอียดประปราย มี ๑ ช่อง มีออวุล ๑ เม็ด ยอดเกสรเพศเมียแยก ๒ แฉกและกางออก ยาวประมาณ ๒ มม.
ผลแบบผลผนังชั้นในแข็ง รูปรีกว้าง รูปไข่ถึงรูปกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง ๕-๘ มม. สุกสีแดงคล้ำหรือดำ
ขี้หนอนคายมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ภาคตะวันออก และภาคตะวันตกเฉียงใต้ ขึ้นตามชายน้ำในป่าดิบและป่ากึ่งผลัดใบ ในต่างประเทศพบที่อินเดีย บังกลาเทศ พม่า ภูมิภาคอินโดจีน และภูมิภาคมาเลเซีย.