Япония, Сахалин, Курилы. Листопадные деревья до 15-20 м высоты. Крона шатровидная, рыхлая. Кора зеленовато-серая или светло серая. Побеги железистоволосистые, как и черешки, в дальнейшем голые. Листья 40-70 (90) см длины, непарноперистые, листочки в числе 9-17 (21) штук, 7-18 см длины, продолговато-эллиптические или продолговато-яйцевидные, в основании несимметричные, короткозаостренные, с острой верхушкой, крупно пильчатозубчатые, с обеих сторон опушенные, снизу более густо покрытые рыжеватыми или желтоватыми волосками, на коротких черешочках. Мужские сережки 15-30 см длины. Женские цветки собранные в числе 12-20 штук в длинных прямых кистях. Плоды – 2-5 см длины, округлые или яйцевидные, костянковидные, клейкие, железистоволосистые, темно коричневые, собранные в числе до 20 штук в свисающих длинных кистях. Косточка ложной костянки или «орех» – 3-4 см длины, с округлым основанием, на верхушке остроконечная, с толстой морщинистой скорлупой. Семена съедобные и довольно вкусные. Цветет в мае-июне. Зимостоек до минус 34 °C. Высокодекоративен. Введен в культуру в 1860 году. Довольно широко распространен. Имеется разновидность var.cordiformis – орех айлантолистный сердцевидный: вероятно, гибрид ореха айлантолистного с орехом серым, дерево до 15 м высоты, листья как у ореха айлантолистного, 50-100 см длины, но с несколько более узкими листочками, цветки и плоды также похожие, а «орехи» или ложные костянки 3 см длины, сердцевидной формы, с сильно оттянутой, острой верхушкой, более тонкоскорлупые, почти гладкие.