Metasekwoja chińska to drzewo iglaste do 35 metrów wysokości. Igły opadają na zimę. Korona za młodu stożkowata a u starych drzew cylindryczna. Kora brązowa, łuszcząca się cienkimi płatami. Pędy dwóch rodzajów. Drewniejące z igłami skrętoległymi. Zielone (bez pączków) z igłami naprzeciwległymi i grzebieniastymi w dwóch szeregach. Te niezdrewniałe opadają na zimę razem z igłami. Igły jasnozielone, do 4 cm długości, miękkie, na jesieni brązowawe. Kwiaty męskie w luźnych zwisających wiechach bądź gronach. Kwiaty żeńskie stojące, pojedyncze. Szyszki ciemnobrązowe, zwisają na długich trzonkach, kuliste, do 3 cm średnicy. Rozmaitości: Igły rozwijają się na początku maja ale później niż modrzewiowe. Roślina jednopienna. Metasekwoja jest wytrzymała na mrozy i ma małe wymagania glebowe. Dobrze znosi zanieczyszczenia powietrza. Wykazuje duże podobieństwo z cypryśnikiem błotnym. Podobnie gubi igły na zimę.