Vegetative Merkmale

Der Japanische Kuchenbaum ist ein sommergrüner Laubbaum oder Großstrauch, der Wuchshöhen von 10 bis 20, selten 30, Metern erreichen kann und eine längliche, kegelförmige, oft recht lichte Krone aus steil aufragenden Ästen hat. Der Stammdurchmesser erreicht über 1 Meter. Die Borke ist braungrau und bei jungen Bäumen glatt. Später wird sie rau rissig bis furchig und teils abblätternd. Die Wurzeln verlaufen flach bis herzförmig und bilden keine Ausläufer. Der Baum ist sehr langlebig.

Die dimorphen Laubblätter treiben früh im Jahr aus. Sie sind an Langtrieben fast gegen- bis meist wechselständig angeordnet. Neben diesen Langtrieben gibt es auch Kurztriebe, die unter anderem direkt aus dem Stamm wachsen. An diesen befinden sich etwas größere, länger gestielte Blätter, die dort meist gegenständig stehen. Die Blattstiele sind bis zu 6 Zentimeter lang und meist dunkelrot. Die unterschiedlichen Spreiten sind an den Langtrieben meist fieder- bis seltener handnervig, spitz, breit-eiförmig oder dreieckig bis elliptisch, manchmal herzförmig und ganzrandig bis feingekerbt oder an Kurztrieben handnervig, abgerundet bis rundspitzig, nieren- bis herzförmig sowie gekerbt. Die Blätter sind meist kahl und haben auf der Oberseite eine mattgrüne Farbe, an der Unterseite sind sie fahlgrün-bläulich. Die Blattunterseite kann auch etwas behaart sein. Sie verfärben sich recht rasch nach Lachsrosa und später nach Goldgelb. Kurz bevor das Laub abfällt, duften sie nach Zuckerwatte und frisch gebackenem Kuchen, woraus sich der Trivialname ableitet. Die Blätter haben jeweils Nebenblätter.

Generative Merkmale

Die Bäume sind meistens zweihäusig getrenntgeschlechtig diözisch. Die unauffälligen rötlichen „Blüten“ erscheinen im März oder April noch vor dem Laub und blühen bis in den Mai. Die Blüten ohne Blütenhüllen stehen hier in dichten Blütenständen, welche hier die „Blüten“ darstellen, endständig an den Kurztrieben in den gemeinsamen Blattknoten. Die männliche Blüte besitzt bis zu 13, bis etwa 10 Millimeter lange, Staubblätter mit langen Staubfäden und rötlichen Antheren. Mehrere Männliche Blüten stehen im männlichen Blütenstand mit Deckblättern zusammen. Die weiblichen Blüten bestehen nur aus einem kurz gestielten Fruchtblatt mit vielen Samenanlagen mit einer langen, flachen und roten Narbe. Sie stehen bis zu acht in den kurz gestielten weiblichen Blütenständen mit Deckblättern zusammen.

Die kleine, bis 2 Zentimeter lange Balgfrucht hat eine bräunliche Farbe und ist leicht sichelförmig mit einem kleinen Schnabel und sie enthält viele flache, bräunliche, bis 5 Millimeter lange, trapezförmige, einseitig geflügelte Samen. Die Früchte bleiben über den Winter stehen.

Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 38.