紫玉兰属落叶灌木，高达3米，常丛生，树皮灰褐色，小枝绿紫色或淡褐紫色。紫玉兰叶椭圆状倒卵形或倒卵形，长8-18厘米，宽3-10厘米，先端急尖或渐尖，基部渐狭沿叶柄下延至托叶痕，上面深绿色，幼嫩时疏生短柔毛，下面灰绿色，沿脉有短柔毛；侧脉每边8-10条，叶柄长8-20毫米，托叶痕约为叶柄长之半。花蕾卵圆形，被淡黄色绢毛；花叶同时开放，瓶形，直立于粗壮、被毛的花梗上，稍有香气；花被片9-12，外轮3片萼片状，紫绿色，披针形长2-3.5厘米，常早落，内两轮肉质，外面紫色或紫红色，内面带白色，花瓣状，椭圆状倒卵形，长8-10厘米，宽3-4.5厘米；雄蕊紫红色，长8-10毫米，花药长约7毫米，侧向开裂，药隔伸出成短尖头；雌蕊群长约1.5厘米，淡紫色，无毛。聚合果深紫褐色，变褐色，圆柱形，长7-10厘米；成熟蓇葖近圆球形，顶端具短喙。花期3-4月，果期8-9月。