Douglasgran er et højt og friskgrønt grantræ med en kegleformet og pjusket krone. Nålene er bløde og flade med en fure på oversiden og to lysegrønne striber på undersiden. De er 2-3,5 cm lange og stritter ud til alle sider fra skuddet. Nålene dufter af citron, når man knuser dem, og selve træet udgiver en sødlig duft fra harpiks, der er særligt fremtrædende om foråret. Grenene sidder i kranse om stammen. De friske skud er lysegrønne og finthårede. Hanblomsterne sidder enkeltvis i nærheden af grenspidsen, og de rødlige hunblomster sidder for enden af skuddene. Koglerne er 5-9 cm lange og 2-3 cm tykk. De er hængende og falder af, som et samlet hele. Dækskællene er meget karakteristiske med trefliget spids, der rager langt frem mellem kogleskællene. Koglens frø er 5 mm lange med en afrundet frøvinge, der kan fanges af vinden. Stammeformen er opret, men kan være noget bugtet. På unge træer er barken glat, gråbrun-gønlig og forsynet med talrige harpiksblærer. Med alderen bliver barken mere gråbrun, skorpet, tyk og furet på langs med lysere brune nuancer i furerne. Træet når i Danmark højder på omkring 40-50 meter og 1 meter i diameter.