Медленно растущее дерево высотой 12-20 (до 38) метров, с компактной пирамидальной или яйцевидной кроной.
Кора у молодых деревьев гладкая, красно-бурая, позднее серо-коричневая, к старости отделяющаяся узкими продольными лентами.
Хвоя чешуевидная, зелёная, зимой буро-зелёная или коричневая, мелкая (0,2-0,4 см), плотно прижатая к побегу, функционирует 2-3 года и опадает вместе с мелкими веточками (веткопад). Верхняя сторона побегов тёмно-зелёная и блестящая, нижняя матовая, светлая.
Шишки яйцевидные, мелкие (7—12 мм), состоящие из тонких чешуй, содержат два сплюснутых, с двумя узкими соломенно-жёлтыми крылышками семени.
Древесина ядровая, красноватая, сравнительно мягкая, очень прочная, без смоляных ходов; имеет приятный аромат и не подвержена гниению.
Корневая система компактная.
Латинское название Thuja растение получило из греческого языка, где обозначает воскурение или жертвование, что связано с приятным запахом, который распространялся при сжигании ароматических пород древесины во время древних жертвоприношений.
Благодаря большому количеству высокодекоративных искусственно выведенных форм, зимостойкости, долговечности и устойчивости к городским условиям, туя западная очень широко распространена в декоративном садоводстве по всем континентам во многих климатических зонах.