Высокая (до 27—30 м) стройная пальма. Ствол — 15—45 см в диаметре, гладкий, в кольцах от опавших листьев, слегка наклонён и расширен у основания. Боковых ветвей нет, но внизу часто развиваются опорные корни.
Листья перисторассечённые, плотные, длиной 3—6 м. Листьев в кроне от 20 до 35.
Мелкие желтоватые однополые цветки собраны в колоски, а те, в свою очередь, — в пазушные метёлки (длиной 1,2—2 м), свешивающиеся с вершины дерева.
Плод — костянка (бытовое название кокосовый орех[2] не соответствует биологической классификации[3][неавторитетный источник?]), 15—30 см в длину, сравнительно округлый, весом 1,5—2,5 кг. Наружная оболочка плода (экзокарп) пронизана волокнами (койр); внутренняя (эндокарп) — твёрдая «скорлупа» с тремя порами, ведущими к трём семяпочкам, из которых только одна развивается в семя. Семя состоит из мясистого поверхностного слоя белого цвета толщиной около 12 мм (мякоть, или копра) и эндосперма. Эндосперм, сперва жидкий и прозрачный (кокосовая вода), с созреванием кокоса в нем появляются капли масла, выделяемого копрой, и он становится слегка желтоватым и маслянистым на вид. Добавлением воды в эндосперм получают кокосовое молоко.
Плоды растут группами по 15—20 штук, полностью созревая в течение восьми — десяти месяцев. В культуре дерево начинает плодоносить с семи — девяти лет и продолжает около 50 лет. Одно дерево ежегодно даёт от 60 до 200 плодов. «Орехи» собирают полностью созревшими (на копру и другие продукты) или за месяц до созревания (на койр). Койр применяется в мебельной промышленности (волокна соединяются латексом — отсюда стойкий запах «резины») в таких изделиях, как матрацы.
Кокосовый субстрат — продукт промышленной переработки измельчённой кожуры и волокна кокосового ореха. Используется в садоводстве.