Дерево или крупный кустарник высотой 2—15 м семейства розовых. Цветет в апреле — июне. Плоды — шаровидные, черные костянки диаметром 8—10 мм, сладкие, сильно вяжущие. Косточка округло-яйцевидная.
В плодах, коре и листьях найдены дубильные вещества (в коре их 2—3%). В состав плодов входят также органические кислоты (яблочная и лимонная), витамины С, Р, антоцианы, флавоноиды, до 5% cахаров, эфирное масло. В ядрах косточек обнаружены эфирное масло и гликозид амигдалин. Листья, цветки, кора и семена содержат гликозиды амигдалин, прулауразин, пруназин. Амигдалин при энзиматическом расщеплении дает бензальдегид, синильную кислоту и глюкозу. В коре и листьях находится свободная синильная кислота. Наибольшее содержание амигдалина обнаружено в коре (2%) и семенах (1,8%). Аромат растения обусловлен наличием пруназина. В листьях накапливается до 280мг% витамина С, есть эфирное масло.
Зрелые плоды едят свежими, используют для приготовления наливок, настоек и прохладительных напитков, соком их подкрашивают кондитерские изделия, вина. Порошок из сухих плодов — хорошая начинка для пирогов, ватрушек (в Сибири), из него варят кисель, иногда заваривают как суррогат чая. В некоторых местностях такой порошок прибавляют к ржаной и пшеничной муке, отчего хлеб приобретает приятный аромат. Благодаря наличию дубильных веществ плоды обладают вяжущими свойствами, в виде отвара или настоя их рекомендуют при поносе неинфекционной природы и других желудочно-кишечных расстройствах. Плоды входят в состав желудочного чая. По действию они могут заменить плоды черники (часто их используют совместно). Из свежих цветков получают черемуховую воду, применяемую иногда при лечении болезней глаз как примочки. В народной медицине листья использовали внутрь при туберкулезе легких, бронхите, как противокашлевое, при поносе; наружно — для полоскания полости рта при гниении зубов, фурункулезе; отвар коры — как мочегонное, потогонное и инсектицидное средства (против вшей и мух), при болезнях глаз, радикулите; цветки в виде настоя или отвара — как противозачаточное средство, в виде настойки на водке — при ревматизме, подагре. Свежие плоды, листья, цветки, кора, почки обладают фитонцидными свойствами. Летучие фитонциды черемухи в первые же секунды убивают мух, комаров, слепней, мошек. В годы Великой Отечественной войны во многих госпиталях успешно применяли сок ее плодов для лечения гнойных ран. В гомеопатии используют кору и листья. Эфирное масло, содержащееся в листьях, в прошлом употребляли для отдушки парфюмерных изделий. Иногда в ликеро-водочной промышленности для горьких настоек использовали плоды, значительно реже — цветки.
Внутреннее применение черемухи — ядовитого растения — требует осторожности.