Vasarzaļš, pirmā lieluma (līdz 30–35 m, maksimāli 42 m) vienmājas koks ar izturīgu stumbru, spēcīgu sakņu sistēmu, žuburainiem un resniem zariem. Slēgtās mežaudzēs vainags kompakts, stumbrs taisns un slaids; savrup augošiem kokiem – vainags plašs un atvērts, stumbrs daudz īsāks, raukts un stipri zarots. Miza pelēkbrūna, veciem kokiem – dziļi rievota, ar biezu krevi. Sakņu sistēma plaša, labi sazarota, dziļa (mietsakne sasniedz 5 m dziļumu). Lapas ar īsu kātu, 5–15 cm garas, 3–6 cm platas, pamīšus, ar 3–7 noapaļotu daivu pāriem; tumši zaļas no augšpuses, gaiši zaļas no apakšpuses; rudenī iekrāsojas brūnas un var saglabāties sakaltušā veidā pie koka līdz ziemai. Zied maijā, reizē ar lapu plaukšanu. Ziedus apputeksnē vējš. Vīrišķie ziedi izkārtoti skrajās, nokarenās un zaļgandzeltenās 5 cm garās spurdzēs; sievišķie ziedi sīki (ap 1 mm), iesārti, grupās pa 1–6, ar vīkalu. No sievišķajiem ziediem veidojas auglis – rieksts –, kuru tautā sauc par zīli (garums līdz 3 cm), kas negatavs zaļš, bet nogatavojies – zaļganbrūns vai brūns. Zīles vīkals (“cepurīte”) – sekli bļodveidīgs, koksnains, zvīņains, pelēkzaļš, nosedz ne vairāk kā 1/3 daļu no zīles. Zīles nogatavojas septembrī, oktobrī. Tās izplata zīdītāji un putni, no kuriem primārais izplatītājs ir Eirāzijas sīlis (Garrulus glandarius). Pirmo ozolzīļu ražu dod 25–30 gadu vecumā, vislielāko ražu sasniedz 80–120 gadu vecumā. Ozols pieder pie cietajiem lapu kokiem; tā koksne ir cieta, blīva, izturīga, dekoratīva, ar lielu brūnu kodolkoksni un gaišu aplieves koksni.