Czasami bywa jedwabiście omszony. Liście Liście nieparzystopierzaste składające się z 5 (bardzo rzadko z 7) listków. Szczytowy listek jest największy i może osiągać nawet do 30 cm długości. Listki są eliptyczne lub odwrotnie jajowate, piłkowane. Listki są grube i często tłuste. Ogonek liściowy jest sztywny i jest zwykle owłosiony tylko u nasady. Są prawie nagie, choć rudawe owłosienie może się pojawiać na brzegach liści. Jesienią przebarwiają się na złotożółty kolor. Kwiaty Drobne, rozdzielnopłciowe. Kwiaty męskie zebrane w kotki, kwiaty żeńskie po kilka w kłosy na szczytach pędów. Owoce Kuliste do 6 cm średnicy, w grubej okrywie, pękającej i odpadającej po dojrzeniu. Orzech jest wyraźnie żebrowany i posiada cienką, białą skorupkę. Dość smaczny, jadalny.
Biologia i ekologia Rośnie w dolinach rzek, na zboczach, na równinach, na żyznych, dostatecznie wilgotnych glebach. Wchodzi w skład wielogatunkowych lasów liściastych. Jest wytrzymały na mrozy.
Zmienność Podgatunki orzesznika pięciolistkowego: Carya ovata var. australis, syn. C.