Der sommergrüne Baum zeigt sich je nach Unterlage, Sorte und Schnitt in sehr unterschiedlichen Wuchsformen und erreicht Wuchshöhen zwischen 3 und 20 Meter. Klassische Birnbäume zeigen steile, ei- bis birnenförmige Kronen mit ausgeprägter Stammverlängerung. Die Borke ist dunkel graubraun und reißt in großen Schuppen oder Felder auf. Die Rinde der Zweige ist anfangs glänzend braun und später graubraun. Sie können je nach Sorte bedornt oder unbedornt sein.
Veredelte Birnbäume werden durchschnittlich ungefähr 70 Jahre alt, Mostbirnbäume zum Teil aber auch 200 Jahre. Birnenstandorte sollten über tiefgründige, nährstoffreiche Böden mit guter, von Staunässe freier Wasserversorgung und ein eher trocken-warmes Klima verfügen.
Blätter
Die eiförmigen bis elliptischen Laubblätter werden zwischen 5 und 8 Zentimeter lang und 4,5 bis 5,5 Zentimeter breit. Sie sind wechselständig angeordnet und meist zwischen 4 und 8 Zentimeter lang gestielt. Der Blattrand ist fein gesägt oder gekerbt, wobei die untere Blatthälfte oft ganzrandig ist. Die ledrigen Blätter sind anfangs behaart und werden später kahl. Ihre Farbe ist glänzend dunkelgrün. Im Herbst nehmen sie eine gelbe bis orangerote Farbe an.
Blüte und Frucht
Die streng riechenden Blüten stehen in doldentraubigen Blütenständen zusammen. Die zwittrigen, radiärsymmetrischen, fünfzähligen Blüten weisen einen Durchmesser von 2 bis 3 Zentimeter auf. Die fünf weißen Kronblätter werden etwa 2 bis 5 Zentimeter lang. Die Staubbeutel sind meist rot. Blütezeit ist je nach Sorte April und Mai. Die Blüten werden durch Insekten bestäubt und sind selten selbstfertil. Die Früchte sind zwischen Juli und Oktober pflückreif. Die essbare Apfelfrucht, mit typischer Birnenform, wird zwischen 5 und 16 Zentimeter lang und 4 bis 12 Zentimeter breit. Sie sind saftig und süß. Man unterscheidet die Birnensorten in Hinblick auf die beste Nutzungsmöglichkeit ihrer Früchte in Tafel-, Koch- oder Mostsorten.
Rinde
Die hell- bis schwarzgraue Rinde bildet eine sogenannte Würfelborke, da sie scharfe Quer- und Längsrisse aufweist und sie in würfelförmige Felder unterteilt. Diese Beschaffenheit macht den Birnbaum auch im Winter leicht kenntlich.
Chromosomenzahl
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 34, 51 oder 68.