ตองแข็งเป็นไม้ต้น สูงได้ถึง ๑๕ ม. กิ่งอ่อนมีนวล กิ่งแก่เกลี้ยง
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปไข่กลับแกมรูปขอบขนาน รูปไข่กลับ หรือรูปรี กว้าง ๖.๕-๑๒ ซม. พบน้อยที่กว้างได้ถึง ๒๐ ซม. ยาว ๑๙-๕๐ ซม. ปลายเรียวแหลมหรือมน โคนรูปลิ่มหรือสอบเรียว ขอบเรียบและเป็นคลื่น แผ่นใบหนาคล้ายแผ่นหนัง เกลี้ยงทั้ง ๒ ด้าน ด้านบนสีเขียวเข้ม เป็นมัน ด้านล่างสีอ่อนกว่า เส้นใบเห็นชัดทั้ง ๒ ด้าน เส้นแขนงใบข้างละ ๙-๒๐ เส้น ปลายเส้นโค้งจดกับเส้นถัดขึ้นไปเป็นเส้นขอบในใกล้ขอบใบ เส้นใบย่อยแบบร่างแห ก้านใบยาว ๔.๕-๙ ซม. โคนก้านป่อง หูใบหุ้มยอดอ่อนและเชื่อมติดกับก้านใบตลอดตามความยาวก้านใบ ร่วงง่าย มีรอยแผลหูใบตามขอบก้านใบยาวเกือบถึงปลายก้านใบ
ดอกเดี่ยว ออกตามปลายกิ่ง มีกลิ่นหอม ก้านดอกใหญ่ เส้นผ่านศูนย์กลาง ๐.๖-๑.๖ ซม. ยาว ๑.๕-๓.๕ ซม. เกลี้ยง มักมีนวล มีใบประดับ ๑-๓ ใบ สีม่วง รูปช้อน ร่วงง่าย เห็นรอยแผลใบประดับเด่นชัด กลีบรวม ๙ กลีบ สีขาวนวล อวบหนา เรียงเป็น ๓ วง วงละ ๓ กลีบ ขนาดไม่เท่ากัน กลีบวงนอกใหญ่กว่ากลีบวงอื่น รูปไข่กลับ กว้าง ๒.๕-๔ ซม. ยาว ๕-๙ ซม. งอโค้ง ปลายงุ้มเข้าเล็กน้อย โคนกลีบเรียว ด้านในกลีบสีขาวนวล ด้านนอกกลีบสีขาวแกมสีเขียวอ่อน กลีบวงกลางมีขนาดใหญ่กว่ากลีบวงในเล็กน้อยหรือขนาดใกล้เคียงกัน เกสรเพศผู้จำนวนมาก ยาว ๑.๕-๒ ซม. เรียงเป็นวงล้อมรอบโคนแกนฐานดอกรูปกรวยยาว ก้านชูอับเรณูสั้นมาก อับเรณูหันเข้า แกนอับเรณูยื่นยาวเป็นติ่งรูปสามเหลี่ยม ยาว ๑-๒ มม. รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มีรังไข่จำนวนมาก แยกเป็นอิสระ เรียงเวียนชิดกันตามแกนฐานดอกรูปกรวยยาว ๒.๕-๓.๕ ซม. แต่ละรังไข่ยาว ๑.๕-๒ มม. มี ๑ ช่อง มีออวุล ๒ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียยาวโค้งออกเล็กน้อย ยอดเกสรเพศเมียเป็นตุ่มเล็ก
ผลแบบผลกลุ่ม รูปทรงรีหรือทรงรูปไข่ ผลย่อยมีจำนวนมากเรียงรอบแกนกลางผลและอยู่แนบชิดกัน กว้าง ๓.๕-๕ ซม. ยาว ๑๐-๑๕ ซม. ก้านผลใหญ่ กว้าง ๐.๘-๑.๔ ซม. ยาว ๑.๕-๒.๕ ซม. ผลย่อยแบบผลแห้งแตกแนวเดียว รูปไข่หรือรูปรี กว้าง ๑.๕-๒ ซม. ยาว ๒-๔ ซม. แบนด้านข้าง ปลายผลย่อยมีจะงอยแหลมชี้ขึ้น ยาวได้ถึง ๑ ซม. ผลสีเขียวอ่อน ผลแก่สีน้ำตาล เมื่อแก่ผลย่อยแตกทางด้านบน ร่วงง่าย เมล็ดมักติดอยู่กับแกนกลางผลเมล็ดสีแดงเข้ม รูปทรงค่อนข้างกลมแกมรูปทรงรี ยาวประมาณ ๑ ซม.
ตองแข็งมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือและภาคตะวันตกเฉียงใต้ พบตามป่าดิบเขาหรือป่าดิบชื้น ที่สูงจากระดับทะเลปานกลาง ๒๕๐-๑,๗๐๐ ม. ออกดอกเดือนเมษายนถึงสิงหาคม เป็นผลเดือนมิถุนายนถึงตุลาคม ในต่างประเทศพบที่อินเดีย เนปาล ภูฏาน เมียนมา จีน ลาว และเวียดนาม.