Vinter-eg er et løvtræ. Bladene er glatte, grønne og fjerlappede. Stammen er som regel meget rank. Barken hos unge individer er glat, men bliver mere skorpet med alderen. Ud fra stammen vokser der bundter af små kviste kaldet vanris. Hvis træet skulle miste en gren, kan vanris udvikle sig til en ny gren. Arten er enbo og har derfor både hun- og hanblomster på ét træ. Hanblomsterne er gulgrønne, og hænger i lange rakler. Hunblomsterne er røde, små og svære at få øje på. Frugterne er ca. 1-3 cm. lange brune nødder kaldet agern. Vinter-egens rødbrune blade bliver ofte siddende på træet henover vinteren - deraf artens navn. Vinter-egen kan bliver op til ca. 30 meter høj.