Les peupliers blancs forment dans le genre Populus une section spéciale qui se divise elle-même en deux sous-groupes : les Trembles et les véritables peupliers blancs. Ces deniers ont des feuilles plus grandes, elliptiques et ovales, de trois à cinq lobes, grossièrement dentelées. Lors de la pousse, les jeunes feuilles sont tomenteuses, puis elles se dénudent et, sur les ramules plus longs, leur face inférieure devient feutrée et blanchâtre. Les pétioles sont sphériques à la coupe, non aplatis. Le trait commun de l'ensemble des Peupliers blancs est le tronc bien lisse sans entailles et sans écailles qui reste jusqu'à un âge avancé gris clair (« blanc »).

L'ensemble des Peupliers blancs forme des essences ligneuses dioïques à croissance rapide. Les peupliers forment uniquement, soit des fleurs mâles, soit des fleurs femelles, mais on peut les multiplier en culture assez facilement et les maintenir comme des clones. Les fleurs mâles et femelles ont, à la base, une sorte de coupelle oblique et glanduleuse, et elles forment des inflorescences du type des chatons. Les chatons mâles du peuplier blanc sont assez épais, longs de 3 à 7cm, leurs fleurs ont de 6 à 8 étamines avec des anthères roses. Les chatons femelles sont plus courts, leurs verticilles ont la couleur de la rouille, peu ciliés, ils ont deux styles rouges et deux stigmates jaunes. Ils fleurissent, comme la majorité des peupliers, très tôt au printemps, en mars et en juin.

Aujourd'hui, le Peuplier blanc est régulièrement distribué presque dans l'ensemble de l'Europe, mais sa région d'origine semble être plutôt l'Europe méridionale et la Méditerranée, y compris l'Afrique du Nord. Après son introduction aux Etats-Unis, dont la date est inconnue, il s'y est naturalisé.

C'est un arbre haut d'environ 30m, à cime majestueuse, bien large, qui peut atteindre souvent 25 m de diamètre. Il estaussi remarquablement rustique.