Клен ясенелистий — невелике швидкоросле листопадне дерево заввишки 12–15 м (інколи до 21 м), з нерівномірною, крислатою кроною, що може набувати різноманітних форм залежно від умов місцезростання. Стовбур доволі низький, завширшки 30–60 см (інколи до 1 м). На відкритих місцях і узліссях зазвичай має декілька розлогих або навіть нахилених стовбурів, а гілки набувають плакучої форми, утворюючи, таким чином, хащі. Коли зростає поряд з іншими деревами в деревостані, стовбур рівний, розгалужується значно вище і несе високу, негусту крону. Відносно недовговічний, як правило живе не довше 60–75 років і до 30 років у вуличних посадках; максимальний вік – 100 років.

Кора тонка, тьмяно-сіра або світло-коричнева, з неглибокими переплетеними борозенками. Молоді пагони гладкі, зелені, часто з білуватим до рожевого або навіть фіолетового запушенням або восковим нальотом. Гілки гладкі, зазвичай залишаються зеленими, доволі крихкі, з вузькими листовими рубцями. Бруньки мають біле опушення; верхівкові бруньки гострі; бічні бруньки тупі, притиснуті.

На відміну від інших видів клену, листки складні, непарнопірчасті, із 3 або 5 (рідше 7) листочками. Молоді листки з обох боків повстисто-пухнасті, пізніше голі, яйцеподібні або ланцетні, 5–13 см завдовжки, 2,5–7,5 см завширшки, звичайно відтягнуто-гострокінцеві, по краю зубчасті; кінцевий листочок нерідко 3-лопатевий. Черешок завдовжки до 8 см; черешки у бічних листочків до 1 см завдовжки, і у кінцевого – до 2,5 см. Інколи трапляються і прості листки. Загалом листки варіюють за формою і часто нагадують листки ясена. Верхня частина листкової пластини має світло-зелене забарвлення, нижня – бліда, сріблясто-білого кольору. Осіннє забарвлення листя жовте. Відомі культивари з різноманітним забарвленням і формою листя.

Клен ясенелистий — дводомна рослина, тобто чоловічі та жіночі квітки розташовані на різних особинах. Квітки невеликі, блідо-жовто-зелені. Чоловічі квітки зібрані в щільні пучки, згодом квітконіжки видовжуються до 4–7 см і звисають, волосисті; чашечка їх дрібна, до 1,5 мм завдовжки, вузькодзвоникувата, з 5 до середини зрослих листочків, волосиста; нитки тичинок волосоподібні, пиляки лінійні, 3–3,5 мм завдовжки. Жіночі квітки в рідких повислих китицях, зі зрослими лише в основі чашолистками; зав’язь спочатку волосиста, згодом оголена. Цвіте ранньою весною до розпускання листя впродовж близько 15 днів; чоловічі рослини зацвітають дещо раніше жіночих. Пилок розноситься, головним чином, вітром.

Плід — подвійна крилатка; крилатки 3—4 см завдовжки, розташовані під кутом менше 60 градусів відносно одна одної, з вузькими лінійно-ланцетними, жилкуватими гніздами. Плоди дозрівають у серпні–жовтні, часто тримаються на дереві до весни; під опадання крилатки відділяються одна від одної. Насіння без ендосперму, в 2–3 рази довше ніж ніж ширше, помітно зморщене, має високу схожість. Вік першого плодоношення залежить від наявності ресурсів: на відкритому місці з нормальними ґрунтами він може становити 5 років, а під наметом лісу може досягати 15 років і більше.^[6] Вид має високу репродуктивну здатність. Наявність світла, очевидно, впливає на врожайність — жіночі екземпляри при нестачі світла продукують у 5 разів менше насіння, ніж рослини на відкритих місцях. Максимальну продуктивність оцінити важко: 100–500 тисяч крилаток на 1 дерево — це ще не максимальне значення.

Деревина м'яка, малоцінна й рідко використовується.