Doseže visinu i do 50 m, a ističe se i promjerom do 2,5 m te starošću do oko 1500 godina. Krošnja je vrlo razgranata, široka i nepravilna. Kora je u mladosti glatka, oko dvadesete do tridesete godine se počinje raspucavati, a sa starošću je sve deblja (i do 10 cm), izbrazdana uzdužnim dubokim (3-4 cm) i poprečnim plitkim brazdama. Drvo hrasta lužnjaka je tvrdo, čvrsto i trajno pa je svjetski poznato kao „slavonska hrastovina". Od njega se izrađuju parketi, namještaj, drvenarija, željeznički pragovi, brodovi, mostovi i drugo.
Kao i krošnja, i korijenov je sustav izrazito razvijen, te prodire do nekoliko metara u dubinu, a prostire se znatno i u širinu. U simbiozi s korijenom lužnjaka žive gljive koje olakšavaju apsorpciju mineralnih tvari.
Listovi se sastoje od 2-10 mm duge peteljke i duboko, nepravilno urezane plojke. Baza lista je asimetrična, okruglasta i često s dvije uške. Mlado lišće je slabo dlakavo, no ubrzo ogoli s obje strane.
Lužnjak cvjeta u travnju i svibnju. Njegovi cvjetovi se oprašuju vjetrom pa ne posjeduju privlačnost (boja, miris) cvjetova koji se oprašuju kukcima. Muški su cvjetovi razdvojeni od ženskih i skupljeni su u visećim resama čija je dužina 2-5 cm. Za razliku od njih, ženski se cvjetovi javljaju pojedinačno ili u skupinama do pet.
Svima poznat plod hrasta je žir. Žirovi hrasta lužnjaka izduženo su jajasti, svijetlosmeđe ili žućkaste boje, prošarani uzdužnim prugama koje su na svježijem plodu tamnije nijanse. „Kapica" žira stručno se naziva kupulom, a prekrivena je sitnim, prileglim ljuskama. Zbog velikog udjela alkaloida, žirovi su gorki i trpki, ali su se u prošlosti koristili kao hrana, posebno u vrijeme gladi. Sazrijevaju tijekom rujna i listopada.
U Hrvatskoj hrast lužnjak tvori ekološki vrlo značajne šumske zajednice koje su staništa brojnih ugroženih i/ili zaštićenih biljnih, životinjskih i gljivljih vrsta.