Rød-gran er et rankt nåletræ med en kegleformet krone. Grenene vokser i etagestillede kranse rundt om stammen, og imellem dem sidder mindre grene. Nålene er grønne, hårde og spidse med en længde på 10-20 mm. I tværsnit er de firkantede, og på hver side har de en svag, hvid stribe. De sidder strittende på skuddene opdelt af en bred skilning på undersiden. Friske skud er lysegrønne. Hunblomsterne sidder i toppen af træet i 25-40 mm store, røde blomsterstande, der ligner små kogler. Hanblomsterne sidder i den mellemste og nederste del af kronen i 10-15 mm små, røde og oprette blomsterstande, der også ligner små kogler. Grankoglerne er rødbrune, 10-16 cm lange og 2,5-3 cm tykke med afrundede, læderagtige kogleskæl. Koglerne bøjer sig nedad, så de hænger under grenen. Mellem kogleskællene sidder ca. 5 mm lange, små frø med vinger. På unge træer er barken og de unge skud rødbrune (deraf navnet rød-gran) med små tynde skæl. På ældre træer er stammen mere grålig, og barken skaller af i tykkere, runde flager. Træet kan blive op til 40 meter højt og 1 meter bredt i diameter, men bliver oftest 20 meter på mager sandjord og 30 meter på god, veldrænet lerjord.