Ce sont principalement des arbres ou des arbustes ou rarement des plantes herbacées des régions tropicales.
Les feuilles sont le plus souvent alternes, composées pennées (rarement bipennées), sans stipules. Quelques espèces sont à feuilles caduques, perdant leur feuillage soit en hiver , soit pendant la saison sèche, la plupart sont sempervirentes.
Les fleurs de petite taille, sont actinomorphes, à 4-5 sépales et pétales (pouvant aller de 3 à 7) et 8 à 10 étamines, souvent soudée en tube. L'ovaire supère comprend de 2 à 6 loges. Elles sont en général unisexuées, les plantes étant soit monoïques, soit dioïques. La présence de staminodes ou phyllodes leur donnent parfois un aspect de fleurs bisexuées. Les inflorescences sont variées, en général thyrses ou grappes, parfois épis.
Les fruits sont généralement des capsules, parfois des drupes ou des baies.
Les graines des Méliacées sont disséminées par le vent (Cedrela, Entandophragma, Khaya, Swietenia), les animaux vertébrés comme les oiseaux tels les toucans en Amérique, calao en Afrique et Asie, et les primates (Aglaia, Trichilia), les éléphants (Carapa en Afrique) et les rongeurs (Carapa en Amérique) et par flottaison (Xylocarpus).
Les espèces à petites graines ailées anémochores (dispersées par le vent) sont en général héliophiles (aiment la lumière) et celles à plus grosses graines non ailées avec ou sans arille (pulpe colorée enrobant la graine) disséminées par les animaux (zoochores) sont sciaphiles (aiment l'ombre du sous-bois).
