长序杨为乔木，高6-7米。一年生枝紫褐色，有残存的绒毛，或近光滑，幼枝密生绒毛，呈灰白色。芽紫色，被长柔毛，有粘质。本种似灰背杨（P. glauca Haines），其主要区别在于本种的蒴果3-4瓣裂，不为2瓣裂，叶基部通常为心形。