水杉是喬木，高達(dá)35米，胸徑達(dá)2.5米；樹(shù)干基部常膨大；樹(shù)皮灰色、灰褐色或暗灰色，幼樹(shù)裂成薄片脫落，大樹(shù)裂成長(zhǎng)條狀脫落，內(nèi)皮淡紫褐色；枝斜展，小枝下垂，幼樹(shù)樹(shù)冠尖塔形，老樹(shù)樹(shù)冠廣圓形，枝葉稀疏；一年生枝光滑無(wú)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。

球果下垂，近四棱狀球形或矩圓狀球形，成熟前綠色，熟時(shí)深褐色，長(zhǎng)1.8-2.5厘米，徑1.6-2.5厘米，梗長(zhǎng)2-4厘米，其上有交對(duì)生的條形葉; 種鱗木質(zhì)，盾形，通常11-12對(duì)，交叉對(duì)生，鱗頂扁菱形，中央有一條橫槽，基部楔形，高7-9毫米，能育種鱗有5-9粒種子；種子扁平，倒卵形，間或圓形或矩圓形，周?chē)谐幔榷擞邪既?，長(zhǎng)約5毫米，徑4毫米；子葉2枚，條形，長(zhǎng)1.1-1.3厘米，寬1.5-2毫米，兩面中脈微隆起，上面有氣孔線，下面無(wú)氣孔線；初生葉條形，交叉對(duì)生，長(zhǎng)1-1.8厘米，下面有氣孔線?；ㄆ?月下旬，球果11月成熟。
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(wú)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(shù)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(shù)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。
分布于湖北、重慶、湖南三省交界的利川、石柱、龍山三縣的局部地區(qū)，垂直分布一般為海拔750~1500米。稀有種。水杉是世界上的孑遺植物。遠(yuǎn)在中生代白堊紀(jì)，地球上已出現(xiàn)水杉類(lèi)植物，并廣泛分布于北半球。冰期以后，這類(lèi)植物幾乎全部絕跡。
水杉有“活化石”之稱(chēng)。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(shù)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(shù)洞、開(kāi)排水溝、防治病蟲(chóng)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(shù)采取了掛牌保護(hù)。
水杉天然更新弱，應(yīng)特別注意保護(hù)幼苗，促進(jìn)其生長(zhǎng)，避免殘存的水杉林被其它樹(shù)種所更替。全國(guó)許多地區(qū)都已引種，尤以東南各省和華中各地栽培多。亞洲、非洲、歐洲、美洲、拉丁美洲等50多個(gè)國(guó)家和地區(qū)已引種栽培。
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(guò)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(lèi)作物或綠肥，為不影響樹(shù)苗生長(zhǎng)，套種作物要與樹(shù)苗保持30~40cm的距離。通過(guò)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。