落葉樹で、滑らかで薄い繊維質の樹皮が長い帯状に剥がれ落ちる。幹は強く先細りし、基部は広がって深く溝状の皺を持つ。枝は多く、上向きに角度を付けて円錐形の樹冠を形成し、樹齢とともに広がり平坦化する。新梢は恒久的な長枝と落葉性の短枝に分化しており、秋には葉と共に脱落する。両タイプとも対生する。葉は互生し、当初は互いに直角に立つが、葉柄と枝軸が交互に左右へ捻れることで、やがて小枝の両側で同一平面上に並ぶ。葉身は針状で、通常線形、平坦、質は柔らかく、短い葉柄へ急に細くなり、先端は丸みを帯び、上面は鮮やかな緑色である。

本種は雌雄同株で、分枝した下垂する生殖枝に単生する花粉錐は、それぞれ小型で扁平な球形の花粉粒を生じる。種子錐は傘状で、短く分枝した生殖枝に形成され、8～14対の融合した肥大鱗片と苞鱗片を持ち、各鱗片に5～9個の翼果を含む。種子は二枚の子葉を持つ。

Metasequoia の木材は軽く、柔らかく、粗い木目を持ち、淡色の辺材と赤褐色の心材が対照的である。樹脂管を持たないが、散在する樹脂パラメニウム細胞を有する。葉は厚いフロリン輪を有する陥没気孔、樹脂管上部の葉脈、明確な柵状層を持たない均質な海綿状葉肉を示す。これらの特徴はヒノキ科とセコイア科（Sequoia, Sequoiadendron）の両方との関連性を示し、落葉性という習性は Taxodium との共通点である。

歴史的に Metasequoia は白亜紀後期から第三紀にかけて北半球に広く分布し、落葉性のため高緯度北極圏にも到達した。化石の証拠は葉の配列と形態の多様性を示しているが、今日では中国中部で単一の現生種のみが生存している。20世紀に栽培導入されたこの植物は、かつて優勢だった属の生き残った遺物であり、Sequoia や Sequoiadendron と密接な関係にある。