Древовидный пион ― это листопадный кустарник, высота которого варьируется от 150 до 200 сантиметров. Толстые прямостоячие побеги окрашены в бледно-коричневый цвет. В отличие от травянистого пиона стебли такого растения в осеннее время не увядают, а с каждым годом разрастаются все больше, и со временем кустик приобретает полушаровидную форму. Орнаментальные, ажурные листочки являются дважды перистыми. Цветки размещаются на концах стеблей, их диаметр варьируется от 12 до 20 сантиметров или более. Такие цветки бывают махровыми, полумахровыми и простыми. Они могут быть окрашены в белый, фиолетовый, желтый, розовый, малиновый цвет, а также встречаются и двуцветные. С возрастом цветение становится все обильнее. Цветение такого пиона начинается на 2 неделе раньше травянистого, а его продолжительность ― 14–21 день. Такие пионы обладают устойчивостью к холоду.
