Początkowo rośnie szybko, w wieku ok. 100 lat przestaje rosnąć na wysokość, żyć może 300 lat. Kwiaty są jednopłciowe, albo obupłciowe, wiatropylne lub owadopylne, kwitną przed rozwojem liści – od kwietnia do maja. Nasiona opadają z drzewa od późnej jesieni przez całą zimę. Muszą przeleżeć jeszcze rok w ziemi, zanim zaczną kiełkować. Siewki i młode rośliny wybitnie cieniolubne, duże drzewa są roślinami światłolubnymi. Początkowo rozwija korzeń palowy, który później ustępuje systemowi silnych korzeni bocznych o szerokim zasięgu, co czyni go w znacznym stopniu odpornym na powalanie przez wiatr. Jesion wyniosły posiada największy zasięg korzeni bocznych spośród wszystkich rodzimych europejskich drzew. Drzewo zaczyna owocować dopiero w wieku 30–40 lat.
Liście są duże, nieparzystopierzaste, składające się z 9–15 listków siedzących lub krótkoogonkowych. Liść składa się z listków o długości ok. 6 cm i szerokości 3 cm. Każdy listek jest podługowaty, lancetowaty, nieco nierówny u podstawy, na szczycie ostry, z nieco ostrym ząbkowaniem na brzegach. Górna powierzchnia jest ciemnozielona, dolna szarawozielona. Nerw główny i nerwy boczne są białawe i wystają na stronie dolnej.
Kwiaty wyrastają z pąków bocznych zeszłorocznych pędów, tworząc wiechę.