Albero deciduo con chioma di colore verde chiaro, con una corteccia grigia, solcata e fessurata. Foglie alterne, odorose ma non aromatiche. La specie è monoica, i fiori maschili sono verdastri e raccolti in amenti penduli, i femminili meno visibili, disposti in racemi. Frutti: pseudodrupe globose, solitarie o appaiate.

Pianta originaria dell'America nord-orientale, dove cresce dalle foreste del Massachusetts fino alla Florida e ad ovest fino in Texas. In Italia è coltivata dalla seconda metà del XVIII secolo e naturalizzata in alcune regioni.

Il Noce nero è un albero deciduo, con una corteccia grigia, solcata e fessurata. Le foglie sono alterne, pennate, con foglioline appuntite, dentate, tomentose sul lato inferiore. La pianta è monoica (fiori maschili e femminili sulla stessa pianta), con fiori femminili piccoli e senza petali, disposti in racemi, e fiori maschili verdastri, riuniti in amenti penduli. I frutti sono pseudodrupe globose di 3-4 cm di diametro, solitarie o appaiate; il mallo,cioè la parte esterna del frutto (epicarpo), è rugoso e gradevolmente aromatico, l’endocarpo è legnoso, ruvido e profondamente solcato longitudinalmente.

Diverse parti della pianta hanno proprietà tintorie.

Il mallo è usato per produrre un inchiostro da scrittura e disegno, che vanta ottime proprietà di durata. Nel corso della storia è stato utilizzato da molti grandi artisti, tra cui Leonardo da Vinci e Rembrandt.

Esso contiene degli ingredienti attivi, di cui i più importanti sono lo juglone, il tannino e lo iodio.

Lo juglone é un componente sia del mallo che delle foglie, della corteccia e delle radici.

Con la macerazione e decozione di foglie e frutti si ottengono tinture molto solide. Con malli verdi, senza bisogno di mordente, si tingono di marrone lana e seta; con i malli scuri si ottiene una tonalità più grigia. Con le foglie e il bicromato di potassio si tinge di beige, mentre con il solfato di ferro si ottiene un nero profondo e brillante, anche sul cotone.

Esso veniva usato in Nord America per tingere la lana in un colore marrone-scuro e nero. Questo processo tintorio è stato poi usato, dopo la scoperta delle Americhe, in molti paesi europei. Il mallo, rimosso dai frutti raccolti ancora verdi, va immerso in acqua, tenuto al buio per una notte e bollito per 2 h . In tale liquido viene immersa la lana precedentemente ‘mordenzata’ (la mordenzatura serve a fissare il colore) aggiungendo solfato di ferro o bacche di sommacco (Rhus coriaria L.), ottenendo infine una colorazione marrone scura. Una tinta più chiara si ottiene, seguendo una procedura simile, utilizzando il mallo del noce comune (Juglans regia L.).

Questa tintura viene usata anche come colorante per capelli; le avvertenze sono quelle di usare i guanti e di non far interagire la tintura con la cute. Il risultato è un colore bruno, più o meno scuro a seconda delle diluizioni.

La radice carbonizzata fu analogamente utilizzata per la colorazione in nero dai nativi dell'America del Nord, mentre durante la Guerra di Secessione, le divise delle armate vennero tinte con corteccia di noce.

Ancor oggi, sull'altopiano boliviano, i tessitori utilizzano lana tinta con il mallo di noce per la realizzazione degli scialli tradizionali locali, i manta.

Dai semi si può estrarre un olio commestibile, più utilizzato però nell’industria delle vernici e dei saponi.

La specie fornice una varietà di legname comunemente utilizzato in Italia e nel mondo. In Italia il legname è commercialmente noto come noce canaletto e utilizzato per mobili e impiallacciature. In varie città dell'Europa centrale il Noce nero è molto usato per alberature di viali e giardini.

Le noci sono commestibili ma di scarso pregio.