Il guanacaste è un albero da medio a grande, che cresce fino a 25-35 m di altezza, con un tronco fino a 3,5 m di diametro. Insolitamente in un albero di queste proporzioni, mancano completamente i contrafforti. La corteccia è grigio chiaro, con fessure verticali prominenti di colore marrone rossastro scuro. Nei giovani alberi queste fessure sono più vicine tra loro e la loro confluenza conferisce una caratteristica tonalità rossastra alla corteccia degli alberelli di Guanacaste. Gli esemplari più vecchi presentano spesso corteccia rotta, scheggiata o sfregiata.
La chioma è larga e ampiamente diffusa. L’altezza in cui i rami compaiono per la prima volta lungo il tronco – così come la forma generale dell’albero – varia considerevolmente tra gli individui e sono caratteristiche dipendenti dall’habitat. Spesso, gli alberi di guanacaste crescono come esemplari singoli in un pascolo soleggiato. In queste condizioni, gli arti massicci, estesi e orizzontali emergono in basso sul tronco, formando corone giganti, emisferiche e ampiamente diffuse. Nella foresta (dove la competizione per la luce è intensa) gli alberi tendono a diventare più alti e la ramificazione avviene ad un livello più alto. Le forme degli alberi diventano allora un po’ più strette, anche se le corone sono ancora arrotondate, e le forme emisferiche sono mantenute da quelli che hanno raggiunto la chioma.
Le foglie alterne sono composte bipennate, lunghe 15-40 cm e larghe 17 cm con un picciolo di 2-6 cm che porta 4-15 paia di pinne, ogni pinna con 40-70 foglioline; le foglioline sono oblunghe sottili, lunghe 8-15 mm per 2-4 mm di larghezza. Vicino alla sua base, il picciolo ramificato porta una piccola ghiandola ovale in rilievo. Le foglie sono limitate all’involucro esterno della corona, ma sono abbastanza abbondanti da renderla moderatamente densa e verde. Il guanacaste è sempreverde, o brevemente deciduo per 1-2 mesi durante la stagione secca. La maggior parte del fogliame viene eliminato in dicembre, all’inizio della stagione secca. Alla fine di febbraio, inizia uno slancio di crescita che ristabilisce una corona fresca e spessa in aprile.
In concomitanza con il rinnovamento delle foglie, appare l’infiorescenza globosa (3 cm) all’ascella delle nuove foglie. Sostenuta da un lungo piedistallo (4 cm), ogni testa sferica bianca – composta da una cinquantina di fiori singoli – presenta migliaia di stami sottili e filamentosi come caratteristica principale. I fiori stessi sono composti ciascuno da una ventina di stami e da un singolo pistillo, legati insieme alla base da una corolla tubolare verde e corta e da un calice ancora più corto, lungo in tutto solo 5 mm. I fiori di Guanacaste sono molto profumati, e durante gli intensi periodi di fioritura il loro odore permea l’aria per molti metri in tutte le direzioni. Nel Parco Nazionale Manuel Antonio vicino a Quepos, Costa Rica, la fioritura dura dalla fine di febbraio all’inizio di aprile.
Sorprendentemente, nessuna attività fruttifera evidente segue immediatamente il declino della fioritura. Piuttosto, passano nove o dieci mesi prima che piccoli baccelli verdi appaiano per la prima volta nella corona in dicembre. Raggiungono la piena dimensione in febbraio e finalmente iniziano a maturare in marzo – un anno intero dopo che la fioritura è cessata. La maturazione dei frutti dura da marzo ad aprile, mentre i baccelli verdi diventano marroni nella corona del guanacaste e vengono lentamente eliminati. Gli alberi vigorosi produrranno grandi raccolti su base quasi annuale. In giugno si possono già vedere le piantine di guanacaste che germinano nel terreno umido della prima stagione delle piogge.
I frutti di guanacaste sono grandi (7-12 cm di diametro), baccelli indeiscenti marrone scuro lucido e organizzati a spirale, a forma di dischi orbicolari. La loro forma suggerisce il solito frutto delle Mimosoideae – un baccello lungo, stretto e appiattito – preso e avvolto intorno a un asse perpendicolare al suo piano. Fatti di tessuto spesso e morbido con una sensazione di pelle, i baccelli contengono 8-20 semi disposti radialmente, lunghi 14,5-17,5 mm, larghi 7,8-11,2 mm e spessi 6,2-7,2 mm e del peso di circa 1 g. I semi di Guanacaste sono marroni e contrassegnati da un vistoso anello marrone chiaro o arancione. Sono molto duri, assomigliano a piccole pietre piuttosto che a semi d’albero per la loro forza e durata. Affinché si verifichi la germinazione, il duro rivestimento del seme deve essere rotto per permettere all’acqua di raggiungere l’embrione. Altrimenti, i semi rimarranno dormienti indefinitamente.
L’ardillo (Cojoba arborea) e l’iguano (Dilodendron costaricense) possiedono simili foglie bipennate con foglioline extra-fini. Anche se di statura ugualmente impressionante, questi due alberi possono essere facilmente distinti dal guanacaste: l’ardillo ha una corteccia di colore marrone chiaro, molto rugosa e ruvida – niente a che vedere con la corteccia del guanacaste, inconfondibilmente grigia e screpolata verticalmente. Le foglioline dell’iguano sono seghettate (una caratteristica insolita in un albero bipennato), mentre quelle del guanacaste sono intere.