ตะลิงปลิงเป็นไม้ยืนต้นขนาดเล็ก ลำต้นสูงประมาณ 3-8 เมตร กิ่งหลักมีน้อย กิ่งแขนงมีมาก และมีกานใบยาว ใบดก ทำให้มีทรงพุ่มค่อนข้างหนา โดยลำต้นมีลักษณะคล้ายต้นมะยม และมีขนาดใกล้เคียงกัน เปลือกลำต้นสีน้ำตาล ผิวเปลือกค่อนข้างเรียบ ส่วนเนื้อไม้มีความแข็งน้อย ส่วนกิ่งค่อนข้างเปราะ และหักง่าย จึงไม่ค่อยนิยมเก็บผลด้วยวิธีการปีนต้น เพราะอาจทำให้กิ่งหัก และร่วงต้นตะลิงปลิงได้

ใบ
ตะลิงปลิง เป็นพืชใบเลี้ยงคู่ ใบเป็นใบประกอบชนิดใบเดี่ยว (มีใบหลายใยบนก้านใบหลักเดียวกัน และใบสุดท้ายมีใบเดียว) ประกอบด้วยก้านใบหลักที่แตกออกบริเวณส่วนปลายของกิ่ง ยาวประมาณ 30-50 เซนติเมตร ก้านใบหลักประกอบด้วยใบย่อยเรียงซ้อนกันเป็นคู่ๆ ประมาณ 15-25 คู่ ใบอ่อนมีสีส้มแดง เมื่อใบอายุมากจะมีสีเขียวสด และเป็นมันเล็กน้อย

ใบย่อยบนก้านใบหลักมีรูปปลายหอก คล้ายกับใบมะยม แต่ใบตะลิงปลิงจะยาวกว่าเล็กน้อย มีก้านใบยาว 3-5 มิลลิเมตร ใบมีส่วนโคนใบใหญ่ ปลายใบแหลม ขนาดกว้างประมาณ 2.5-3.5 เซนติเมตร ยาวประมาณ 4-5 เซนติเมตร แผ่นใบ และขอบใบเรียบ เส้นใบมีขนสีเหลืองปกคลุม

ดอก
ดอกตะลิงปลิงแทงออกเป็นช่อ ออกเป็นกระจุกหลายช่อตามลำต้น และโคนกิ่ง แต่ละจุดจะมีช่อดอก 2 – 10 ช่อ ช่อดอกมีก้านดอกสีน้ำตาลอมม่วง ยาว 5-15 เซนติเมตร ส่วนปลายช่อมีดอก 2-10 ดอก

ตัวดอกประกอบด้วยกลีบเลี้ยงจำนวน 5 กลีบ และกลีบดอก 5 กลีบ กลีบเลี้ยงมีสีแดงเรื่อ ส่วนกลีบดอกมีสีแดงอมม่วง ทั้งนี้ ดอกตูมตะลิงปลิงอ่อนจะมีสีเขียวอ่อน และเมื่อใกล้บานจะมีสีม่วงเข้ม เมื่อดอกบานออกจะมีสีกลีบดอกเป็นสีแดงอมม่วง