Дерево высотой до 30 м, диаметром ствола до 1м. Крона конусовидная. Живет до 400 лет. Отличается от близкой ей европейской ели более мелкими шишками, цельнокройными чешуями и большей холодостойкостью.
Весьма декоративна в осенью, когда шишки становятся светло-бурыми или красновато-бурыми и свисают вниз на концах ветвей обычно в верхней части кроны.
Морозостойка. Теневынослива, хорошо растет на свежих увлажненных суглинистых и плодородных супесчаных почвах. Ель сибирская имеет несколько декоративных форм, из которых для озеленения более желательна голубая форма (f. glauca) – с серебристо-белой хвоей, эффектная в одиночных и групповых посадках.