ไม้ยืนต้นขนาดกลางต้นสูง 10 - 15 เมตร ใบเป็นใบเดี่ยว ออกเรียงสลับรอบกิ่งก้านหนาแน่นบริเวณช่วงปลายยอด ใบเป็นรูปใบหอก ปลายแหลมใบไม่ใหญ่นัก ดอกออกเป็นช่อที่ปลายยอด แต่ละช่อประกอบด้วยดอกย่อยขนาดเล็กจำนวนมาก ดอกเป็นสีเหลืองนวลมีกลิ่นหอมเย็น ผลโดยธรรมชาติของมะม่วงพิมเสนพันธุ์ดั้งเดิมขณะผลยังดิบหรือแก่จัดจะมีรสเปรี้ยวเพียงอย่างเดียว ผลสุกแม้สุกงอมจะออกหวานปนเปรี้ยวเป็นลักษณะประจำพันธุ์ แต่จะมีกลิ่นหอมเป็นเอกลักษณ์เฉพาะตัวที่ใครได้สูดดมกลิ่นจะรู้ได้ ทันทีว่าเป็นมะม่วงพิมเสน มะม่วงพิมเสนสายพันธุ์ดั้งเดิมจะติดผลเพียงปีละครั้งตามธรรมชาติของมะม่วงทั่วไปเท่านั้น
