中华鲟是一种大型的溯河洄游性鱼类，最大个体可长到3米多，曾记录过一尾约重680千克。

中华鲟的形状奇特，与一般鱼类差异很大。它们的身体为梭形，全身长有许多的角质骨板。头比较大，眼睛以前的部分扁平成犁状，并向上翘。口在头的腹面，形成一条横裂，口能够自由伸缩。口前方并列着4根须。

眼睛很小。眼后有喷水孔。鳃孔大，鳃膜与下颊部相连。鳃耙呈短柱状，薄而尖，14～28枚，一般为18枚左右。

幼鱼皮肤很光滑，没有鳞片，有5行大的菱形骨板，背部1行，体侧及腹侧各2行，体侧骨板数为24～37块，背鳍位置很靠后，背部的鳍条有54～66根。尾巴的上叶长下叶短，成为一个歪形尾鳍。

全身骨骼为软骨质。肠子的构造很奇特，里面有7～8个漏斗状的螺旋瓣。头部和身体背部青灰色或灰褐色，腹部灰白色，各鳍灰色。