Árbol de rápido crecimiento que puede alcanzar 15 a 20 metros de altura y raramente 35 a 40 m. Tiene mucho follaje todas las temporadas del año, pero en condiciones severas se deshoja, incluso casi completamente. El ramaje es amplio, y puede alcanzar de 15 a 20 m de diámetro ya desarrollado.

El tronco es corto, recto y puede alcanzar 250 cm de diámetro. La corteza es dura, agrietada y desde color gris claro hasta castaño rojizo. La savia es blanca grisácea y el corazón del tronco es rojo; cuando se expone al aire se torna de castaño rojizo. Las raíces consisten de una robusta raíz principal y muy desarrolladas raíces laterales.

El tallo de hojas mide de 20 a 40 cm de longitud, con 20 a 31 hojas verde oscuras de 3 a 8 cm de longitud. La hoja terminal es a menudo faltante. El peciolo es corto. Hojas muy jóvenes son de color rojo o púrpura. La forma de las hojas maduras es menos asimétrico y sus márgenes están dentados.

Las flores, blancas y fragantes, están dispuestas axialmente, normalmente como panículas colgantes que miden más de 25 cm de longitud. Las inflorescencias, que se ramifican en tercer grado tiene 150 a 250 flores, cada una mide 5 a 6 mm de longitud y de 8-11 mm de ancho. Se caracterizan por su dicogamia, es decir, puede haber flores femeninas y masculinas en el mismo árbol pero en periodos diferentes.

Su fruto es una drupa parecida a la aceituna en forma que varía desde un óvalo elongado hasta uno ligeramente redondo, y cuando madura mide 14 a 28 mm de longitud y 10 a 15 mm de ancho. Su epicarpio es delgado, el mesocarpio es blanco amarillento, fibroso y sabe dulce, pero es desagradable al gusto. El endocarpio es blanco, duro y almacena una semilla, en raras ocasiones dos o tres semillas elongadas con una corteza de color castaño.

El nim se propaga bien a través de semillas en las regiones que reciben adecuados niveles de lluvia. Sus semillas germinan de 7-8 días y tienen una viabilidad corta. Su siembra debe ocurrir inmediatamente (de 3-4 semanas) después que se ha cosechado la semilla. Los porcentajes de germinación pueden incrementar siginificativamente al remover el endocarpio (la capa superficial) de la semilla antes de plantarla. En las regiones áridas las plántulas se inician en semilleros y luego se las transplantan cuando tienen una altura de 10-20 cm. En la India, se ha reportado un éxito en el transplante de plántulas de 1 año de edad cuyas raíces son tantas que forman una bola, y la siembra por troncos (de la poda de árboles de 2 años). La siembra por troncos o por cultivo de tejidos se están convirtiendo en métodos importantes de propagación. Los árboles de nim se desarrollan bien en suelos con buen drenaje, estableciendo un sistema de raíces muy eficientes antes que sus troncos comiencen a crecer rapidamente. Los árboles ya establecidos son capaces de soportar la sequía y un sol intenso. El nim crece bien en regiones con precipitaciones anuales de 400-1500 mm. y podría sobrevivir con niveles inferiores a éstos. Los árboles sobreviven en temperaturas hasta de 44 C (111 F). No se establecen bien en suelos de una textura fina ni en aquellos que sufren inundaciones. El nim crece en suelos de fertilidad baja, sin embargo las plántulas transplantadas deberán recibir un buen cuidado en contra de la maleza, buena irrigación, y fertilización de 1 a 2 años para mejores resultados. El nim tipicamente es sensible a las heladas y su porcentaje de sobrevivencia en los subtrópicos y