Черешня — деревна рослина, що належить до дерев першої величини. Характеризується швидким ростом, особливо в молодому віці. Крона яйцеподібної форми, однак, залежно від умов зростання, її форма може змінюватися від яйцеподібної до конусоподібної. Характерною особливістю черешні є наявність пагонів двох типів: брахібласти і ауксибласти. Кора у молодих дерев коричневого, червонуватого або сріблястого кольору, з численними смугами, тривалий час покрита коричневими чечевичками, іноді може лущитися поперечними тонкими плівками.
Коренева система переважно горизонтального типу, але за сприятливих умов можуть утворюватися і добре розгалужені вертикальні корені. Стрижневий корінь формується лише протягом першого — другого років життя, а з часом відбувається його розгалуження.
Для черешні характерні три типи бруньок: генеративні, вегетативні та змішаного типу, які відповідно розміщуються на плодових і ростових пагонах.
Листя коротко загострене, оберненояйцеподібної, подовжено-яйцеподібної або еліптичної форми, пилчасте, злегка зморшкувате. Черешки з двома залозками біля основи пластинки, довжиною до 16 см.
Квітки двостатеві, білого кольору, як правило, з’являються на пагонах незадовго до розпускання листя, утворюючи небагатоквіткові, майже сидячі парасольки. Чашолистків і пелюсток по п’ять, тичинок багато, маточка одна.
Плоди — справжні кістянки, з м’ясистим, соковитим околоплодником, за формою овальні, кулясті або серцеподібні, а за забарвленням від світло-жовтих (майже білих) до темно-червоних (майже чорних), у дикорослих плоди дрібніші, ніж у культурних, до 2 см в діаметрі. Кісточка куляста або трохи подовжена, з гладкою поверхнею. Насіння складається з шкірки, зародка і ендосперму. Забарвлення шкірки жовтувато-коричневе, іноді з темно-червоним відтінком.
Для черешні характерні кілька способів розмноження (насіннєве, пеньовою порослю і кореневими відростками), але в природних умовах переважає насіннєве розмноження.
Відрізняється від вишні високим прямим стовбуром, з досить світлою корою, мутовчато розташованими гілками, кольором (світло-зелений), формою (овальний, довгий, сильно зазубрений) своїх висячих листя, а також досить обмеженим районом поширення, в залежності від великих вимог щодо тепла. Черешня — рослина помірного клімату південної Європи.