จำปาขาวเป็นไม้ต้น สูง ๑๕-๓๐ ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง ๐.๘-๑.๕ ม. เปลือกหนา สีน้ำตาลปนเทาแตกเป็นร่องตื้น มีช่องอากาศเป็นขีดยาว มีกลิ่นฉุนเฉพาะตัว แตกกิ่งในระดับสูง ทรงพุ่มกลม โปร่ง กิ่งอ่อนมีขนสีน้ำตาลแดง

 ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปไข่ กว้าง ๕-๙ ซม. ยาว ๑๔-๒๕ ซม. ปลายแหลมถึงเรียวแหลม โคนรูปลิ่ม ขอบเรียบ แผ่นใบค่อนข้างหนา ด้านบนสีเขียวเข้มเป็นมันด้านล่างสีอ่อนกว่าและมีขนสีน้ำตาล เส้นแขนงใบข้างละ ๙-๑๔ เส้น ปลายเส้นโค้งจดกันห่างขอบใบ ๔-๕ มม. เส้นใบย่อยแบบร่างแห เห็นชัดทั้ง ๒ ด้าน ก้านใบยาว ๒-๓.๕ ซม. มีขนสีน้ำตาลแดง หูใบหุ้มยอดอ่อนและเชื่อมติดกับก้านใบครึ่งหนึ่งถึง ๓ ใน ๔ ส่วนของความยาวก้าน

 ดอกเดี่ยว ออกตามซอกใบ กลิ่นหอมแรง มีกาบหุ้มดอก ๒ กาบ มีขน ก้านดอกเรียว ยาว ๑-๒ ซม. มี ๑-๒ ข้อ กลีบรวม ๑๒-๑๕ กลีบ สีขาวหรือสีขาวนวลลักษณะคล้ายกัน แต่ละกลีบอวบหนา กลีบชั้นนอก ๓-๔ กลีบ รูปช้อนเรียวแคบ กว้าง ๐.๘-๑.๒ ซม. ยาว ๔-๔.๕ ซม. สั้นกว่ากลีบชั้นในเล็กน้อย เกสรเพศผู้จำนวนมากยาว ๐.๘-๑ ซม. ก้านชูอับเรณูยาว ๒-๓ มม. อับเรณูยาว ๔-๕ มม. เรียงเป็นวงล้อมรอบโคนแกนฐานดอกรูปทรงกระบอก รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๒๕-๔๓ รังไข่

 ผลแบบผลกลุ่ม เป็นช่อยาว ๕-๑๕ ซม. ก้านช่อผลยาว ๒.๒-๓.๘ ซม. ผลย่อยแบบผลแห้งแตกแนวเดียว มี ๕-๒๘ ผล ไม่มีก้าน รูปทรงกลมหรือทรงรูปไข่ถึงรูปทรงรี กว้าง ๑-๑.๕ ซม. ยาว ๑.๕-๒.๓ ซม. เปลือกหนา มีช่องอากาศนูนเด่นสีขาว เมื่อแก่แตกตามยาวเมล็ดรูปทรงกลมรี กว้าง ๕-๗ มม. ยาว ๖-๙ มม. มี ๑ เมล็ด

 จำปาขาวเป็นพรรณไม้ถิ่นเดียวของไทย มีเขตการกระจายพันธุ์ทางภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงใต้และภาคตะวันตกเฉียงใต้ พบขึ้นตามป่าดิบชื้นถึงป่าดิบเขา ที่สูงจากระดับทะเล ๔๐๐-๑,๑๐๐ ม. ออกดอกเดือนเมษายนถึงพฤษภาคม เป็นผลเดือนกันยายนถึงตุลาคม

 จำปาขาวต้นที่มีขนาดใหญ่ที่สุดและเป็นที่รู้จักแพร่หลาย เป็นต้นไม้คู่บ้านคู่เมืองของอำเภอนครไทยจังหวัดพิษณุโลก ต่อมาพบในอีกหลายจังหวัด มีลักษณะของสีดอกและผลแปรผันไป จากการตรวจสอบดีเอ็นเอพบว่าต้นที่ขึ้นในธรรมชาติเป็นลูกผสม โดยมีจำปาเป็นแม่พันธุ์และจุมปีเป็นพ่อพันธุ์ แต่ยังไม่พบต้นที่มีจุมปีเป็นแม่พันธุ์และจำปาเป็นพ่อพันธุ์.