Les caractéristiques d'identification les plus courantes d'un noyer noir se trouvent dans ses feuilles, son écorce, ses brindilles et ses noix. Des feuilles ovales, pointues avec des bords dentelés alternent sur les branches, avec les plus grandes feuilles vers le centre. L'écorce noire ou gris-brun présente de lourds sillons et les brindilles sont creuses à l'intérieur.
Les noyers noirs poussent à travers les États-Unis, mais leur aire de répartition naturelle se situe dans la partie orientale et centrale, généralement dans les zones au sol calcaire. Parce qu'ils nécessitent le plein soleil, un sol fertile et beaucoup d'eau, les noyers noirs ont tendance à pousser seuls ou en petits groupes. Les espèces associées comprennent le frêne blanc, le tilleul, l'érable à sucre, le caryer et le chêne.
La présence de caféiers du Kentucky est révélatrice d'un bon site de croissance pour les noyers noirs. Les feuilles apparaissent après le passage du danger de gel et deviennent jaune vif à l'automne. Lorsque ces arbres fleurissent, des chatons mâles pendent des branches au printemps, suivis de fleurs femelles en forme de poire à l'extrémité des branches. Les noix se forment à partir des fleurs femelles. Avant de mûrir, les noix rondes apparaissent vertes et froissées. En automne, ils deviennent brun foncé et tombent à maturité. Les arbres produisent des noix lorsqu'ils atteignent l'âge de 10 ans, mais la production maximale se situe vers 30 ans. Les noix noires sont utilisées en boulangerie et le bois est utilisé dans les meubles, les crosses et les placages.