Die häufigsten Erkennungsmerkmale eines Schwarznussbaums finden sich in seinen Blättern, seiner Rinde, seinen Zweigen und seinen Nüssen. Ovale, scharfkantige Blätter mit eingerückten Kanten wechseln sich an den Zweigen ab, wobei die größten Blätter sich abwechseln Richtung Zentrum. Die schwarze oder graubraune Rinde ist stark gefurcht und die Zweige sind innen hohl.
Schwarzwalnussbäume wachsen in den Vereinigten Staaten, aber das natürliche Verbreitungsgebiet liegt im östlichen und zentralen Teil, häufig in Gebieten mit Kalksteinboden. Da sie volle Sonne, fruchtbaren Boden und reichlich Wasser benötigen, wachsen Schwarznussbäume meist einzeln oder in kleinen Gruppen. Assoziierte Arten sind weiße Esche, Linde, Zuckerahorn, Hickory und Eiche.
Das Vorkommen von Kentucky-Kaffeebäumen weist auf einen guten Standort für Schwarznussbäume hin. Blätter erscheinen nach der Frostgefahr und färben sich im Herbst leuchtend gelb. Wenn diese Bäume blühen, hängen im Frühjahr männliche Kätzchen an den Zweigen, gefolgt von birnenförmigen weiblichen Blüten an den Zweigspitzen. Aus den weiblichen Blüten bilden sich Nüsse. Vor der Reifung erscheinen die runden Nüsse grün und gekräuselt. Im Herbst verfärben sie sich dunkelbraun und fallen bei Reife ab. Bäume produzieren Nüsse, wenn sie 10 Jahre alt sind, aber die maximale Produktion liegt bei etwa 30 Jahren. Schwarze Walnüsse werden zum Backen verwendet und das Holz wird in Möbeln, Waffenschäften und Furnieren verwendet.
