Espèce de conifère à feuilles caduques qui pousse à l’état naturel dans l’est de la Sibérie (Russie) et dans les régions adjacentes du nord-est de la Mongolie, du nord-est de la Chine (Heilongjiang) et de la Corée du Nord. Le mélèze de Dahurie forme de gigantesques forêts en Sibérie orientale à des altitudes comprises entre 50 et 1200 mètres et sur des sols qui peuvent être marécageux ou bien drainés, y compris lorsque la "couche active" est de faible épaisseur du fait de la présence du pergélisol (permafrost)..

Il peut atteindre de 10 à 30 mètres de hauteur pour un diamètre de 1 mètre. Le faît de l’arbre est de forme conique et large ; les branches principales comme les branches secondaires sont horizontales, ces dernières étant parfois tombantes. Les feuilles semblables à des aiguilles, de couleur vert clair et longues de 2 à 3 centimètres, deviennent jaune vif avant leur chute à la fin de l’automne.

Les cônes sont érigés, ovoïdes, longs de 1 à 2 cm (plus rarement de 2,5 cm) et comportent de 15 à 25 écailles. ils sont verts (plus rarement rouges) quand ils sont immatures puis deviennent marron quand ils parviennent à maturité et libèrent les graines, 3 à 5 mois après la pollinisation. Les vieux cônes restent généralement sur l’arbre plusieurs années en prenant une couleur gris-noir sombre.

Il y a absence de vaisseaux dans le xylème. Le transport de la sève brute est assuré par les trachéides, qui sont aussi les cellules de soutien.