Port globulaire. Feuillage vert foncé lustré. S'adapte bien aux différents types de sol. Tolérant à la pollution. Très rustique. Bois de qualité. Croissance lente.
groupe, isolé, naturalisation
Port d'abord pyramidal puis s'élargit par la suite pour donner une cime arrondie, large, irrégulière.
Lorsque l'arbre est jeune, son écorce est lisse et gris cendre pâle. En vieillissant, elle devient gris foncé, crevassée de crêtes aplaties et gris pâle
Les rameaux sont robustes, brun jaunâtre, légèrement pubescent souvent marqué de côtes subéreuses
Les bourgeons latéraux sont de forme conique à ovoïde, bruns et pubescents et présentent une extrémité obtuse. Ils se trouvent sur des parties légèrement avancées du rameau et tendent à être apprimés contre le rameau supérieur. Les bourgeons situés près de l'extrémité du rameau sont rapprochés, parfois contigus au bourgeon terminal. Parmi ces bourgeons, il se trouve des écailles courtes, pointues et tombantes. La coupe transversale de la moelle d'un rameau montre qu'elle se divise en cinq angles.
Les feuilles sont caduques, simples et alternes. Elles mesurent entre 10 et 20 cm de longueur, sont obovales et ont les lobes pennés, habituellement, la partie supérieure de la feuille est large et présente des dentelures arrondies par rapport à la partie inférieure, plus étroite, séparée par deux ou trois sinus arrondis et des lobes arrondis, parfois, les feuilles ont des lobes arrondis irréguliers sur tout leur pourtour. Le dessus de la feuille est luisant et d'un vert bleuâtre profond et sa surface inférieure est pâle, terne et légèrement pubescente
les fruits, sortes de noix appelée glands, se développent rapidement. Chaque gland en développement est presque entièrement recouvert d'une cupule vert grisâtre formée d'une masse d'écailles très rapprochées aux pointes allongées qui forment une structure semblable à une capsule épineuse, et montre une frange distincte autour de sa partie exposée. Le gland, à l'origine vert, passe au brun jaunâtre à l'automne.
Les fleurs mâles sont dispersées le long de chatons lâches et pendants qui mesurent jusqu'à 8 cm de longueur et qui émergent rapidement de la base des nouvelles pousses. Après la pollinisation, le chaton mâle tombe. Les fleurs femelles sont verticillées en petites grappes à court pédoncule dans les aisselles des nouvelles feuilles, plus loin le long des nouvelles pousses vigoureuses. À partir des fleurs femelles
L'enracinement est pivotant et la transplantation difficile.
Très rustique, c'est un des seuls chênes pouvant être planté dans toutes les régions du Québec.
Le chêne à gros fruits résiste bien à l'environnement urbain, c'est pourquoi on le trouve le long des rues, il a d'autres usages ornementaux
Son pollen est allergène. La taille est pratiquée uniquement pour la formation. Le chêne à gros fruits fait partie du groupe des « chênes blancs », dont les feuilles à lobes arrondis et les glands arrivent à maturité en une saison. Par contre, les arbres appartenant au groupe des « chênes rouges » présentent des feuilles à lobes pointus aux pointes sétiformes, et leurs glands prennent deux saisons pour venir à maturité. Ainsi, un chêne rouge porte généralement des glands de deux tailles à l'automne, ceux âgés d'une saison (petits) et de deux saisons (matures).
De nombreux petits mammifères, de même que le cerf et divers oiseaux, se nourrissent des fruits au goût légèrement sucré produits par le chêne à gros fruits. Ses branches évasées et sa ramure large servent d'abri et de site de nidification.