鱘是一億五千萬年前中生代留下的稀有古代魚類，它介于軟骨與硬骨之間，骨骼的骨化程度普遍地減退，中軸為未骨化的彈性脊索，無椎體，隨顱的軟骨殼大部分不骨化。
中華鱘是淡水中最大的魚，生理結構特殊。
中華鱘體梭形，頭部和身體背部青灰色或灰褐色，腹部灰白色，各鰭灰色。全身無刺，只靠少量硬骨和背部一列、體側和腹部各兩列共五列漂亮的骨板及軟骨脊椎支撐起龐大的身軀。背鰭前骨板一般為8~16塊，背鰭后0~3塊，體側為26-42塊，腹側8~16塊。頭大呈長三角形，頭背部骨板光滑。眼睛以前部分扁平成犁狀，并向上翹。口在頭的腹面，成一條橫裂，口能夠自由伸縮。上下唇具有角質乳突。口前方并列著4根小須。眼睛很小。眼后有噴水孔。鰓孔大，鰓膜與峽部相連。鰓耙呈短柱狀，薄而尖，14~28枚，一般為18枚左右。
幼體骨板之間的皮膚光滑，沒有鱗片；成體較粗糙。頭部皮膚布有梅花狀的感覺器一陷器。背鰭1個，靠近尾鰭，后緣凹入，背鰭條49-59。尾鰭的上葉長下葉短，成為一個歪形尾鰭。偶鰭具寬闊基部，背鰭與臀鰭相對。腹鰭位于背鰭前方，鰭及尾鰭的基部具棘狀鱗。全身骨骼為軟骨質。腸子的構造很奇特，里面有7-8個漏斗狀的螺旋瓣。肛門和泄殖孔位于腹鰭基部附近，輸卵管的開口與卵巢遠離。
成鱘可達四米多長，體重近千斤，居世界27種鱘魚之冠。據文獻記載最大體重達560公斤，被譽為“鱘魚之王”，素有“長江魚王”美稱。一般成熟雄魚重80市斤以上，雌魚重240市斤以上。為生長迅速的大型魚類，四川漁民有“千斤臘子，萬斤象”的諺語，臘子即指中華鱘壽命長達百歲。一般雄性中華鱘生長到9歲以上達到初次繁殖年齡，鱘體長可達1.7米，體重50公斤以上，雌性中華鱘生長到14歲以上初次性成熟，體長可達2.3米，體重120公斤以上。