Метасеквоя розсіченошишкова - листопадне хвойне дерево висотою 35-40 м з діаметром стовбура 2-2,5 м. Крона молодих дерев струнка конусоподібна досить симетрична, але здається розрідженій завдяки рідким і ажурним щорічно опадаючим укороченим паросткам. У зрілому віці ширококонічна або широкоциліндрична. Основні, або скелетні гілки горизонтальні, злегка висхідні. Стовбур циліндричний. Кора коричнева до жовто-бурого і червонуватою, в нижній частині стовбура відшаровується дрібними поздовжніми смугами або плитками. Стовбур нижче місця розгалуження має незвично багато заглиблень. Молоді подовжені однорічні пагони злегка сплющені, дуже тонкі і ніжні, світло-червоні або пурпурові. Хвоя довжиною 1-3 см шириною 2 мм спочатку світло-зелена яскрава, потім влітку темніє, перед опаданням восени стає в залежності від місцезнаходження та погодних умов блідо-жовтою або світло-рожевого до рубіново-червоною і червонувато-коричневого. На вкорочених пагонах пір'яста, розташовується дворядний, на подовжених спірально. Укорочені пагони розташовуються на подовжених супротивно, як у таксодія, і щорічно опадають разом з хвоєю. Хвоїнки надзвичайно м'які, на кінці слабо загострені вузьколінейні сидячі. Вегетація відбувається пізно до кінця травня, хвоя опадає на початку листопада. Цвіте в квітні-травні, чоловічі шишки згруповані по кілька штук біля основиі, невеликі і округлі, жіночі шишки висячі на довгих черешках подовжені округло каплевидні довжиною 2,5 см дрібні поодинокі, складаються з декількох дуже широких щитовидних лусочок, зрілі світло-коричневі . Насіння дрібне стислі крилаті по всьому колу.