Conserva la corteza prácticamente lisa durante toda su vida, de un gris ceniciento o blanquecino. Los ramillos tienen un crecimiento singular en zig-zag. Las hojas son simples, alternas en los tallos jóvenes, en los adultos salen en fascículos sobre pequeños braquiblastos, y caedizas. Son de peciolo corto, y el limbo es de forma ovalada, con el borde ondulado, en principio algo festoneado y prolongándose en un vello sedoso muy característico. Tienen los nervios laterales bien marcados y paralelos (penninervia), son de un color verde muy vivo por el haz volviéndose más oscuras en la madurez, y se disponen siempre en posición muy horizontal, captando la mayor cantidad de luz posible. Ello hace que sus bosques tengan un aspecto un tanto sombrío, casi propio de cuento de hadas, no permitiendo crecer en el suelo a apenas ninguna otra planta. Frecuentemente, sin embargo, crece en bosques mixtos con el abeto y otras especies del bosque caducifolio. A los bosques de hayas se les llama hayedos o hayales.

El haya necesita suelos frescos y fértiles, con preferencia de los que tienen bastante cal; sin embargo logra vivir en suelos silíceos. Como tiene una elevada tasa de transpiración, necesita abundantes precipitaciones. Es una especie de sombra y por eso prefiere situarse en las laderas umbrosas de las montañas.

Es planta monoica y le crecen las flores masculinas agrupadas en inflorescencias globosas al final de un largo pedúnculo. Las femeninas salen en grupos de una a tres, rara vez cuatro, sobre un pedúnculo corto y erecto, en principio de color amarillento y después pardo-grisáceo, y producen al fecundarse unos frutos con forma de tetraedro, alargados y lustrosos, comestibles (con sabor a pipa de girasol) y en número de 1 a 3, encerrados en una cúpula con picos blandos (no pinchudos) que al madurar se abre en 4 valvas liberando las semillas o hayucos. Estas semillas son muy ricas en almidón, aleuronas y sustancias oleosas. Se utilizan en la alimentación del ganado de cerda y, también en la extracción de un aceite para quemar o para usos comestibles ya que tiene la propiedad de no volverse rancio.