Ořešák královský je strom dorůstající 10–30 m, s průběžnou nebo vidličnatou korunou a hladkou kůrou. Je to jediný ořešák, který má v lichozpeřených listech celokrajné lístky. Listy tvoří 5–9 lysých lístečků s krátkou špičkou, jsou až 15 cm dlouhé, konečný lísteček je nejdelší. Když se rozmělní, jsou aromatické.