阴沉木为炭化木之属，所以多为全身乌黑，呈现碳化状，其碳化外观类似被烧烤过的焦炭，碳化开裂；用阴沉木在白纸上描画并不会产生黑划痕；有经验的师傅一般都从外观碳化程度、打磨后的横切面状况、手感等综合其大体形成年限及可能的形成树种，判断是否属于阴沉木；完全进入阴沉木级别的树木，起码需经历上千年的时间氧化碳化；碳化不足的有时只算是水沉木，水沉木只是沉泡在水下多年形成，并未具备缺氧、高压状态下的一些形成条件。
阴沉木本质坚硬，多呈褐黑色，黑红色，黄金色，黄褐色。阴沉木切面光滑，木纹细腻，打磨得当可以达到镜面光亮，有的乌木本质甚至已近似紫檀木，褪色、不腐朽、不生虫，是制作、仿古家具的理想之材。阴沉木中以铁力阴沉木*硬，红椿阴沉木较软；其形成的阴沉木自然阴干后能沉能浮的均有，这主要取决于它的形成树种；特别是一些成品小件一般都浮于水面，因此不能以能否沉水来鉴别是否为阴沉木。
阴沉木与普通木头相比显得比较奇特，一般木头烧出的是白灰，而阴沉木烧出的是黄灰，而且遇水颜色会加深，水干后又恢复本色；涂上少许菜油阴沉木则变得乌黑锃亮，不会褪色。大部分阴沉木出土时树心已经腐朽，只剩下树头及树干中层；已严重碳化的表面无法当做一般材料使用，通常需要刨去外层，而留下木心使用。
形成阴沉木的树木种类繁多，有麻柳树、青冈树、香樟树、楠木、红椿木、红豆杉、马桑、黄柳木、黄柏、槐木、檀木等，至今发现的阴沉木常见有青杠、麻柳、香樟、红椿、楠木五种。一般带有香味和杀菌特征的树种才能形成阴沉木，但也并不是所有已形成的阴沉木都有香味，这要根据形成树种的不同而决定它是否有香味，通常楠木所形成的阴沉木有香味。