山東毛白楊是大喬木，樹(shù)皮灰白色，樹(shù)高達(dá)25米。老時(shí)深灰色，縱裂;幼枝有灰色絨毛，老枝平滑無(wú)毛，芽稍有絨毛。葉互生;長(zhǎng)枝上的葉片三角狀卵形，長(zhǎng)10-15厘米，寬8-12厘米，先端尖，基部平截或近心形，具大腺體2枚，邊緣有復(fù)鋸齒，上面深綠色，疏有柔毛，下面有灰白色絨毛，葉柄圓長(zhǎng)2.55.5厘米。
山東毛白楊老枝上的葉片較小，邊緣具波狀齒，漸無(wú)毛;短枝上的葉更小，卵形或三角形，有波齒，反面無(wú)毛，柔荑花序，雌雄異株，先葉開(kāi)放;雄花序長(zhǎng)約1014厘米;苞片卵圓形，尖裂、具長(zhǎng)柔毛，雄蕊/雌。