จำปีดงเป็นไม้ต้น สูง ๕-๑๐ ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง ๒๐-๔๐ ซม. เปลือกหนา สีน้ำตาลอมดำ มีกลิ่นฉุนมีช่องอากาศเป็นตุ่มนูน แตกกิ่งยาวห้อยลู่ ทรงพุ่มกลมโปร่ง กิ่งอ่อนเกลี้ยง
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปขอบขนานแกมรูปไข่กลับกว้าง ๘-๒๒ ซม. ยาว ๒๖-๖๕ ซม. ปลายแหลมหรือมนและมีติ่งแหลมสั้น โคนรูปลิ่ม ขอบเป็นคลื่น แผ่นใบหนาและเหนียว สีเขียวเข้มเป็นมันทั้ง ๒ ด้าน เส้นแขนงใบข้างละ ๑๔-๒๐ เส้น เป็นร่องทางด้านบน และเป็นสันนูนทางด้านล่าง ปลายเส้นเชื่อมกันก่อนถึงขอบใบเส้นใบย่อยแบบร่างแห เห็นชัดทั้ง ๒ ด้าน ก้านใบเรียวยาว ๔-๑๑ ซม. เกลี้ยง โคนก้านป่อง หูใบหุ้มยอดอ่อนและเชื่อมติดกับก้านใบตลอดความยาวก้าน ร่วงง่าย มีรอยแผลหูใบยาวตลอดก้านใบ
ดอกเดี่ยว ออกตามยอด กลิ่นหอมแรง มีกาบหุ้มดอก ๒-๓ กาบ เกลี้ยง ก้านดอกโค้ง ยาว ๕-๘ ซม. มี ๔-๗ ข้อ กลีบรวม ๙ กลีบ ลักษณะคล้ายกัน เรียงเป็น ๓ ชั้น ชั้นละ ๓ กลีบ กลีบชั้นนอกค่อนข้างบาง สีขาวอมเขียว รูปไข่กลับ กว้าง ๒.๕-๓.๕ ซม. ยาว ๖-๗ ซม. กลีบชั้นในอวบหนา สีขาว รูปช้อนเรียวแคบ และสั้นกว่ากลีบชั้นนอกเล็กน้อย เกสรเพศผู้จำนวนมากยาว ๑.๒-๑.๕ มม. ก้านชูอับเรณูยาว ๑-๒ มม. อับเรณูหันเข้าด้านใน เรียงเป็นวงล้อมรอบโคนแกนฐานดอกรูปทรงกระบอก ยาว ๒.๕-๔ ซม. รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มีจำนวนมาก แยกจากกันเป็นอิสระ เรียงเวียนบนแกนฐานดอกเป็นรูปทรงกระบอก สีเหลืองอ่อน ยาว ๒.๕-๔ ซม. แต่ละรังไข่มี ๑ ช่อง มีออวุล ๒ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียสั้นมาก ยอดเกสรเพศเมียเป็นสันโค้ง
ผลแบบผลกลุ่ม เปลือกหนา เชื่อมติดกันเป็นรูปทรงกระบอก กว้าง ๓.๕ ซม. ยาว ๗-๑๔ ซม. ก้านช่อผลโค้งเรียว ยาว ๗-๙.๕ ซม. มีรอยแผลของกลีบรวมและเกสรเพศผู้ยาว ๔-๗ มม. ผลย่อยแบบผลแห้งแตกแนวเดียว มี ๘๐-๑๒๐ ผล เรียงติดอยู่บนแกนกลางผลรูปทรงรี ยาว ๑-๑.๕ ซม. เมล็ดรูปทรงกลมรี กว้าง ๖-๘ มม. ยาว ๐.๘-๑ ซม. มี ๑-๒ เมล็ด
จำปีดงมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ พบขึ้นตามริมลำธารและหุบเขาในป่าดิบชื้น ที่สูงจากระดับทะเล ๓๐๐-๘๐๐ ม. ออกดอกเดือนเมษายนถึงพฤษภาคม ผลแก่เดือนกรกฎาคมถึงสิงหาคม ในต่างประเทศพบที่เมียนมา จีนตอนใต้ และลาว.