內蒙古油松為喬木，高達25米，胸徑可達1米以上；樹皮灰褐色或褐灰色，裂成不規則較厚的鱗狀塊片，裂縫及上部樹皮紅褐色；枝平展或向下斜展，老樹樹冠平頂，小枝較粗，褐黃色，無毛，幼時微被白粉；冬芽矩圓形，頂端尖，微具樹脂，芽鱗紅褐色，邊緣有絲狀缺裂。

針葉2針一束，深綠色，粗硬，長10-15厘米，徑約1.5毫米，邊緣有細鋸齒，兩面具氣孔線；橫切面半圓形，二型層皮下層，在第一層細胞下常有少數細胞形成第二層皮下層，樹脂道5-8個或更多，邊生，多數生于背面，腹面有1-2個，稀角部有1-2個中生樹脂道，葉鞘初呈淡褐色，后呈淡黑褐色。

雄球花圓柱形，長1.2-1.8厘米，在新枝下部聚生成穗狀。球果卵形或圓卵形，長4-9厘米，有短梗，向下彎垂，成熟前綠色，熟時淡黃色或淡褐黃色，常宿存樹上近數年之久；中部種鱗近矩圓狀倒卵形，長1.6-2厘米，寬約1.4厘米，鱗盾肥厚、隆起或微隆起，扁菱形或菱狀多角形，橫脊顯著，鱗臍凸起有尖刺；種子卵圓形或長卵圓形，淡褐色有斑紋，長6-8毫米，徑4-5毫米，連翅長1.5-1.8厘米；子葉8-12枚，長3.5-5.5厘米；初生葉窄條形，長約4.5厘米，先端尖，邊緣有細鋸齒。花期4-5月，球果第二年10月成熟。

油松為喜光、深根性樹種，喜干冷氣候，在土層深厚、排水良好的酸性、中性或鈣質黃土上均能生長良好。