常绿大乔木,株高可达30米,在原产地高达70米。幼树树冠呈整齐的尖塔形,老树呈平顶状。主枝轮生,晨或斜展,侧生小枝密集下垂。南洋杉枝条轮生平展,体内含有树脂。叶螺旋状互生,顶端尖锐,基部下延。幼树及侧枝上的叶排烈疏松,开展,锥形、针形、镰形或三角形,较软,长0.7~1.7厘米,微具四棱;大树和花枝之叶排紧密,前伸,上下扁,卵形、三角状卵形或三角形,长0.6~1.0厘米。雌雄异株,雄蕊和苞鳞多。螺旋状排列,珠鳞不发育或与苞鳞合生。大型,圆柱状,雄蕊中具有3~7个药囊;雌蕊花圆球形或球形,种鳞具有3~7个胚球,球果椭圆状卵长。长6~10厘米,径4.5~7.5厘米;苞鳞木质,当年成熟,每个种鳞有种子1~7粒。先端有长尾状尖头向后弯曲,成熟的果鳞破碎脱落,种子两侧有薄翅,附在果鳞上。
株型高大,树形端庄,姿态优美,四季婷立,叶绿光亮。为世界著名的观赏树种,是世界五大公园树之一,可形成别具特色的热带风光。以突出表现其个体美;也可丛植于草坪、周围,以资点缀,并可列植为行道树、园林、车站、街道、庭院中,是一种较为理想的绿化观赏树种。在北方是重要的盆栽植物。大型盆栽可用于厅堂绿化,园林中常做风景树;本材可供建筑、制作器具等。