Die Walnuss stammt ursprünglich aus dem östlichen Mittelmeergebiet und dem Himalaja. In Deutschland findet man sie häufig in den Weinanbaugebieten. Für ein gutes Gedeihen ist ein tiefgründiger, nährstoffreicher, feuchter sowie kalkhaltiger Boden notwendig. Der Baum hat eine breite, lockere Krone mit kräftigen Ästen und einen verhältnismäßig kurzen Schaft. Schneidet man die jungen Zweige der Länge nach durch, wird ein leiterartig durchbrochenes (gekammertes) Mark sichtbar. Schon im Winter lassen sich die männlichen Blütenkätzchen am Baum beobachten, da diese stark gestaucht, aber ungeschützt in der Achsel eines abgefallenen Laubblattes überwintern.
Mit dem Blattaustrieb, der überaus spät erfolgt, beginnen sich die männlichen Blüten zu strecken und die weiblichen, endständigen Blüten erscheinen mit dem neuen Jahrestrieb. Die weibliche Blüte besteht aus zwei dicken, fleischigen, zurückgekrümmten Narbenästen und aus einem Fruchtknoten, der mit der Blütenhülle verwachsen ist. Die Bestäubung erfolgt durch den Wind.
Es wächst eine Nuss mit einer braunen, runzeligen Fruchtwand heran. Diese ist allerdings von einer weiteren grünen, fleischigen Hülle umgeben In dieser Fruchtwand befindet sich der essbare Samen, welcher aus zwei gewundenen, ölhaltigen Keimblättern besteht. Die Früchte werden hauptsächlich durch Tiere wie z.B. Eichelhäher, Eichhörnchen und Mäuse verbreitet, die sich einen Wintervorrat anlegen wollen und die von ihnen vergrabenen Nüsse vergessen. Ihren botanischen Gattungsnamen hat die Walnuss vom lateinischen „Jovis glans“, was so viel wie „Eichel des Jupiters“ bedeutet. Die unpaarig gefiederten Blätter (5 bis 9 Einzelblättchen) sind fast ganzrandig und riechen gerieben stark würzig. Die Blätter verfärben sich im Herbst bald braun und fallen innerhalb kurzer Zeit vom Baum, so dass er häufig über sechs Monate im Jahr unbelaubt ist.
Das Holz der Walnuss ist eines der wertvollsten aller einheimischen Baumarten. Es wird z.B. zu Möbeln, Deckfurnieren und Vertäfelungen verarbeitet. Ist der Wurzelanlauf eines Baumes besonders ausgeprägt, wird der Wurzelstock ausgegraben, um aus ihm sogenanntes „Maserfurnier“ zu gewinnen.