Бузина чёрная — кустарник или деревце высотой 2—6 м (реже до 10 м). Стебли ветвистые, имеют тонкую деревянистую оболочку и белую пористую мягкую сердцевину. Молодые ветви зелёные, затем буровато-серые с большим количеством желтоватых чечевичек.
Листья супротивные, крупные, длиной 10—30 см, непарноперистые, состоят из трёх-семи продолговато-яйцевидных длиннозаострённых листочков на очень коротких черешках. Листочки с широко клиновидным основанием, по краям неравнопильчатые, с верхней стороны тёмно-зелёные, снизу более светлые.
Цветки желтовато-белого цвета (отдельные цветки белые), сидячие или на цветоножках, пахучие, диаметром 5-8 мм, пятилепестковые, собраны в крупные плоские многоцветковые щитковидные соцветия 10—25 см в диаметре, после цветения повислые. Чашечка пятизубчатая, венчик колесовидный, из пяти желтовато-белых лепестков, сросшихся у основания. Тычинок пять, приросших к трубке венчика. Завязь полунижняя, трёхгнёздная, с коротким столбиком и тремя ворсинчатыми рыльцами. Цветёт в мае — июне.
Плод — чёрно-фиолетовая ягодообразная сочная костянка диаметром 5—7 мм, с двумя-четырьмя косточками. Зрелые плоды съедобны, вкус приторный, сладковато-кислый. Вес 1000 «семян» (косточек) 2,0—4,1 г. Мякоть тёмно-красная. Плодоносит в августе — сентябре.