ตะเคียนเฒ่าชนิดนี้เป็นไม้พุ่มหรือไม้ต้น สูงได้ถึง ๒๕ ม. ผลัดใบ ยอดอ่อนมีน้ำยางสีขาว กิ่งอ่อนมักมีสีแดง เปลือกต้นสีน้ำตาลอ่อนหรือสีเทา เรียบหรือแตกเป็นร่องเล็ก เปลือกชั้นในสีเหลืองอ่อน
ใบเดี่ยว เรียงเวียนและมักเวียนถี่ตามปลายกิ่ง รูปไข่หรือรูปรี กว้าง ๑-๓ ซม. ยาว ๓.๕-๗ ซม. พบน้อยมากที่ยาวเพียง ๒.๕ ซม. ปลายมนหรือเรียวแหลม โคนรูปลิ่ม สอบเรียว หรือมน ขอบเรียบหรือเป็นคลื่น แผ่นใบบาง ด้านบนสีเขียวเข้ม มีต่อมสีแดงคล้ำรูปค่อนข้างกลมขนาดใหญ่ ๑ คู่ที่ด้านบนของปลายก้านใบส่วนใกล้โคนใบ ด้านล่างมีตุ่มเล็กทั่วไปสีขาวหรือมีนวลสีเทาถึงสีขาว อาจมีต่อมเล็กตามขอบใบข้างละ ๒-๓ ต่อม หรือไร้ต่อม ใบอ่อนสีเขียวแกมสีชมพู ใบแก่จัดสีแดงเข้ม เส้นแขนงใบข้างละ ๙-๑๗ เส้น ปลายเส้นโค้งจดกับเส้นถัดขึ้นไปใกล้ขอบใบ เส้นใบย่อยแบบร่างแห เส้นใบเห็นชัดทางด้านล่าง ก้านใบยาว ๑-๕ ซม. มักมีสีแดง หูใบรูปไข่หรือรูปสามเหลี่ยม กว้าง ๐.๖-๐.๗ มม. ยาว ๐.๓-๒ มม.
ดอกแยกเพศร่วมต้น สีเหลืองแกมสีเขียว ช่อดอกแบบช่อกระจุกแยกแขนงคล้ายช่อเชิงลด ออกตามปลายกิ่งหรือตามซอกใบใกล้ยอด ยาวได้ถึง ๑๐ ซม. บริเวณโคนช่อเป็นช่อดอกเพศเมีย มีดอกเพศเมียได้ถึง ๑๓ ดอก หรืออาจไร้ดอกเพศเมีย ส่วนที่อยู่เหนือขึ้นไปเป็นช่อดอกเพศผู้ กว้าง ๐.๗-๑ ซม. ยาว ๒.๕-๗ ซม. ดอกเพศผู้จำนวนมาก อยู่เป็นกลุ่มเรียงตามแกนช่อ แต่ละกลุ่มมีดอกเพศผู้ ๓-๘ ดอก มีใบประดับรูปสามเหลี่ยมหรือรูปไข่ ปลายแหลม กว้างและยาวได้ถึง ๑ มม. โคนใบประดับมีต่อมเล็ก ๑ คู่ รูปรี กว้าง ๐.๕-๐.๗ มม. ยาว ๑-๑.๕ มม. ดอกเล็ก ก้านดอกยาว ๒-๓ มม. กลีบเลี้ยงยาวประมาณ ๑ มม. โคนเชื่อมติดกันคล้ายรูปถ้วยตื้น ปลายหยักเล็กมาก ๓-๖ หยัก ไร้กลีบดอก เกสรเพศผู้ ๒ หรือ ๓ เกสร ยาว ๐.๗-๑ มม. อับเรณูขนาดเล็ก ยาว ๐.๔-๐.๕ มม. ไม่มีเกสรเพศเมียที่เป็นหมัน ดอกเพศเมียใหญ่กว่าดอกเพศผู้ ก้านดอกยาว ๒-๔ มม. กลีบเลี้ยงยาว ๑-๒ มม. โคนเชื่อมติดกันคล้ายรูปถ้วยตื้น ปลายหยักเล็กมาก ๓ หยัก ไร้กลีบดอก รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๓ ช่อง แต่ละช่องมีออวุล ๑ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียยาว ๑-๓ มม. มักติดทน ยอดเกสรเพศเมียแยกเป็น ๓ แฉก เรียว ยาว ๒-๓ มม.
ผลแบบผลแห้งแตก เกลี้ยง รูปทรงค่อนข้างกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง ๐.๗-๑ ซม. มี ๓ พู ปลายมนหรือเว้ามีติ่ง โคนผลรูปคล้ายกระบอง แกนกลางผลยาว ๑.๕-๒.๕ มม. ติดทน สีเขียวหม่น เมื่อแก่สีม่วงคล้ำ เมล็ดคล้ายรูปทรงครึ่งวงกลม กว้าง ๓.๕-๔.๕ มม. ยาว ๓.๕-๕ มม. หนา ๒.๕-๓ มม. มี ๓ เมล็ด ติดแน่นกับแกนกลางผล เปลือกเมล็ดสีขาวอมเหลืองอ่อน เมื่อแห้งสีน้ำตาล
ตะเคียนเฒ่าชนิดนี้มีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ภาคตะวันออก และภาคใต้ พบตามป่าโปร่งและตามไหล่เขา ที่สูงตั้งแต่ใกล้ระดับทะเลปานกลางจนถึงประมาณ ๑,๐๐๐ ม. ออกดอกและเป็นผลตลอดปี ในต่างประเทศพบที่อินเดียทางตะวันออกเฉียงเหนือ เมียนมา ไต้หวัน จีนทางตะวันออก คาบสมุทรมลายู สุมาตรา บอร์เนียวเหนือ สุลาเวสี และฟิลิปปินส์.