水杉是喬木，高達(dá)35米，胸徑達(dá)2.5米；樹干基部常膨大；樹皮灰色、灰褐色或暗灰色，幼樹裂成薄片脫落，大樹裂成長(zhǎng)條狀脫落，內(nèi)皮淡紫褐色；枝斜展，小枝下垂，幼樹樹冠尖塔形，老樹樹冠廣圓形，枝葉稀疏；一年生枝光滑無毛，幼時(shí)綠色，后漸變成淡褐色，二、三年生枝淡褐灰色或褐灰色；側(cè)生小枝排成羽狀，長(zhǎng)4-15厘米，冬季凋落；主枝上的冬芽卵圓形或橢圓形，鈍，長(zhǎng)約4毫米，徑3毫米，芽鱗寬卵形，先端圓或鈍，長(zhǎng)寬幾相等，約2-2.5毫米，邊緣薄而色淺，背面有縱脊。葉條形，長(zhǎng)0.8-3.5（常1.3-2）厘米，寬1-2.5（常1.5-2）毫米，上面淡綠色，下面色較淡，沿中脈有兩條較邊帶稍寬的淡黃色氣孔帶，每帶有4-8條氣孔線，葉在側(cè)生小枝上列成二列，羽狀，冬季與枝一同脫落。

喜氣候溫暖濕潤(rùn)，夏季涼爽，冬季有雪而不嚴(yán)寒，并且產(chǎn)地年平均溫度在13℃，極端低溫-8℃，極端高溫24℃左右，無霜期230天；年降水量1500毫米，年平均相對(duì)濕度82%。土壤為酸性山地黃壤、紫色土或沖積土，pH值4.5~5.5。多生于山谷或山麓附近地勢(shì)平緩、土層深厚、濕潤(rùn)或稍有積水的地方，耐寒性強(qiáng)，耐水濕能力強(qiáng)，在輕鹽堿地可以生長(zhǎng)為喜光性樹種，根系發(fā)達(dá)，生長(zhǎng)的快慢常受土壤水分的支配，在長(zhǎng)期積水排水不良的地方生長(zhǎng)緩慢，樹干基部通常膨大和有縱棱。喜光，不耐貧瘠和干旱，凈化空氣，生長(zhǎng)快，移栽容易成活。適應(yīng)溫度為零下8度~24度。
在歐洲、北美、和東亞，從晚白堊至新世的地層中均發(fā)現(xiàn)過水杉化石，二十世紀(jì)四十年代中國(guó)的植物學(xué)家在湖北、四川交界的謀道溪（磨刀溪）發(fā)現(xiàn)了幸存的水杉巨樹，樹齡約400余年。后在湖北利川縣水杉?jí)闻c小河發(fā)現(xiàn)了殘存的水杉林，胸徑在20厘米以上的有5000多株，還在溝谷與農(nóng)田里找到了數(shù)量較多的樹干和伐兜。隨后，又相繼在四川石柱縣冷水與湖南龍山縣珞塔、塔泥湖發(fā)現(xiàn)了200~300年以上的大樹。
水杉有“活化石”之稱。它對(duì)于古植物、古氣候、古地理和地質(zhì)學(xué)，以及裸子植物系統(tǒng)發(fā)育的研究均有重要的意義。在湖北利川設(shè)立了水杉種子站，建立了種子園，加強(qiáng)了母樹的管理，對(duì)5000多株林木進(jìn)行逐株建檔，采取了砌石岸、補(bǔ)樹洞、開排水溝、防治病蟲害等保護(hù)措施，并加速育苗和造林。龍山、石柱對(duì)水杉大樹采取了掛牌保護(hù)。
水杉栽植季節(jié)從晚秋到初春均可，一般以冬末為好，切忌在土壤凍結(jié)的嚴(yán)寒時(shí)節(jié)和生長(zhǎng)季節(jié)（夏季）栽植，否則成活率極低。苗木應(yīng)隨起隨栽，避免過度失水。如經(jīng)長(zhǎng)途運(yùn)輸，到達(dá)目的地后，應(yīng)將苗根浸入水中浸泡。大苗移栽帶土球，挖大穴，施足基肥，填入細(xì)土后踩實(shí)，栽后要澆透水。旺盛生長(zhǎng)期要追肥，一般追1次，注意松土、鋤草。
為充分利用林中空地，提高土地利用率，改善土壤結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)土壤肥力，造林1~2年內(nèi)可適當(dāng)套種豆類作物或綠肥，為不影響樹苗生長(zhǎng)，套種作物要與樹苗保持30~40cm的距離。通過對(duì)作物的中耕除草堯施肥，既可起到以耕代撫的作用，又可增加收益，達(dá)到以短養(yǎng)長(zhǎng)的目的。