Это высокие деревья (высота лириодендрона китайского достигает 30 м, а лириодендрона тюльпанового нередко превышает 50 м). Самым простым отличительным признаком этих растений служат необычной формы листья — лировидные, в большинстве случаев состоящие из четырёх лопастей, и обратносердцевидной, выемчатой верхушкой. Размер листьев варьирует в пределах 8-22 см в длину и 6-25 см в ширину, и в среднем у китайского вида он несколько крупнее. Черешок листа 4-18 см длиной.