核桃雄柔荑花序长5～10厘米，雄花有雄蕊6～30个，萼3裂，雌花1～3朵聚生，花柱2裂，赤红色。花期5月，雄性葇荑花序，长约5-10厘米、稀达15厘米。雄花的苞片、小苞片及花被片均被腺毛。雄蕊6-30枚，花黄色，无毛。雌性穗状花序通常具1-3（-4）雌花。雌花的总苞被极短腺毛，柱头浅绿色。
核桃果实椭圆形，直径约5厘米，灰绿色。幼时具腺毛，老时无毛，内部坚果球形，黄褐色，表面有不规则槽纹。果序短，杞俯垂，具1-3果实；果实近于球状，直径4-6厘米，无毛。果核稍具皱曲，有2条纵棱，顶端具短尖头。隔膜较薄，内里无空隙，内果皮壁内具不规则的空隙或无空隙而仅具皱曲。核桃壳是内果皮，外果皮和内果皮在未成熟是为青色，成熟后脱落。新核桃种皮甚苦。