Dub kaštanolistý je energicky rastúci strom s uzavretou oválnou korunou, ktorá pôsobí robustne a môže dosiahnuť výšku až 30 m. Mladé výhonky sú šedohnedé a pokryté krátkymi, hustými plstnatými chĺpkami. Staršia kôra je hnedosivá, nepravidelne a hlboko ryhovaná. Listy sa výrazne podobajú listom rodu Castanea, sú však o niečo menšie. Majú podlhovasto eliptický až kopijovitý tvar. Z hrubo pílkovitého okraja vyrastá 6 až 14 plytkých lalokov. Lesklý, tmavozelený list je dlhý 5 až 15 cm a široký 2 až 7 cm. Spodná strana listu je sivá s hustými plstnatými chĺpkami. Žalude sú podlhovasto vajcovité, jednotlivé alebo v pároch. Sú čiastočne prekryté čiaškou, ktorá je husto porastená pevnými, ohnutými a šedobielymi šupinami. Strom preferuje teplé, slnečné stanovište a vápencovú, nie príliš vlhkú pôdu.
Quercus castaneifolia môže dorastať do výšky 30 m v závislosti od podmienok stanovišťa a klímy.
Quercus castaneifolia rastie priemerne rastúci a môže dorastať do výšky 30 m v závislosti od podmienok stanovišťa a klímy.
Správny čas na výsadbu stromu je mimo vegetačné obdobie. V strednej Európe môže byť Quercus castaneifolia so zemným balom vysadený od polovice novembra do konca apríla, avšak závisí to veľmi od klimatických podmienok a druhu stromu.