Guanacastan är ett medelstort till stort träd som blir 25-35 meter högt och har en stam med en diameter på upp till 3,5 meter. Ovanligt för ett träd av dessa proportioner saknar stöttepelare helt och hållet. Barken är ljusgrå med framträdande vertikala sprickor i mörk rödbrun färg. På unga träd ligger dessa sprickor närmare varandra och deras sammanflöde ger en karakteristisk rödaktig nyans åt barken på guanacasteplantor. Äldre exemplar uppvisar ofta trasig, flisad eller ärrad bark.
Kronan är bred och brett utbredd. Höjden där grenar först uppstår längs stammen – liksom den övergripande trädformen – varierar avsevärt mellan individer och är habitatberoende egenskaper. Ofta växer guanacasteträd som enskilda exemplar i en solig betesmark. Under dessa förhållanden växer massiva, utsträckta, horisontella grenar fram lågt på grenarna och bildar gigantiska, halvklotformiga, vitt utbredda kronor. I skogen (där konkurrensen om ljuset är intensiv) tenderar träden att bli högre, och förgreningen sker på en högre nivå. Trädformerna blir då något smalare, även om kronorna fortfarande är runda, och den halvklotformiga formen bibehålls av dem som har nått trädkronan.
De växelvisa bladen är tvåflitigt sammansatta, 15-40 cm långa och 17 cm breda med ett 2-6 cm långt bladskaft som bär 4-15 par pennor, varje pennor har 40-70 småblad; småbladen är slanka, avlånga, 8-15 mm långa och 2-4 mm breda. Nära basen har den kvistformiga bladskaftet en liten, upphöjd, oval körtel. Bladen är begränsade till kronans yttre skal, men de är tillräckligt många för att göra den måttligt tät och grön. Guanacastan är vintergrön, eller kortvarigt lövfällande under 1-2 månader under torrperioden. Det mesta lövet faller i december, i början av den torra säsongen. I slutet av februari inleds en tillväxtvåg som återskapar en ny, tjock krona i april.
Samtidigt som bladen förnyas uppträder klotformiga blomställningar (3 cm) i axlarna på de nya bladen. Varje sfäriskt vitt huvud, som består av ett femtiotal enskilda blommor, bär på en lång piedestal (4 cm) och har tusentals tunna, trådformiga ståndare som främsta kännetecken. Själva blommorna består av ett tjugotal ståndare och en enda pistill, som är sammanbundna vid basen av en kort, grön, rörformig korolla och ett ännu kortare blomblad, sammanlagt bara 5 mm långt. Guanacaste-blommorna är mycket väldoftande, och under intensiva blomningsperioder genomsyrar deras lukt luften i många meter i alla riktningar. I Manuel Antonio nationalpark nära Quepos, Costa Rica, varar blomningen från slutet av februari till början av april.
Förvånansvärt nog följer ingen uppenbar fruktaktivitet omedelbart efter blomningens nedgång. Snarare går det nio eller tio månader innan små, gröna baljor dyker upp högt upp i kronan i december. De når full storlek i februari och börjar slutligen mogna i mars – ett helt år efter att blomningen har upphört. Fruktmognaden pågår från mars till april, då de gröna baljorna blir bruna i guanacastekronan och sakta faller av. Kraftiga träd ger stora skördar nästan varje år. Redan i juni kan man se guanacaste-plantor som gror i den fuktiga jorden under den tidiga regnperioden.
Guanacaste-frukterna är stora (7-12 cm i diameter), blanka mörkbruna, glänsande, obesittna och spiralformade baljor, som är formade som orbiculära skivor. Deras form påminner om den vanliga frukten från Mimosoideae – en lång, smal, tillplattad balja – som tagits och lindats runt en axel vinkelrätt mot dess plan. Skalet består av tjock, mjuk vävnad med en läderartad känsla och innehåller 8-20 radiellt arrangerade frön, 14,5-17,5 mm långa, 7,8-11,2 mm breda och 6,2-7,2 mm tjocka och väger cirka 1 g. Guanacaste-fröna är bruna och märkta med en iögonfallande ljusbrun eller orange ring. De är mycket hårda och liknar snarare små stenar än trädfrön när det gäller styrka och hållbarhet. För att groddning ska kunna ske måste det hårda fröskalet brytas för att vatten ska kunna nå embryot. Annars kommer fröna att ligga i dvala på obestämd tid.
Ardillo (Cojoba arborea) och iguano (Dilodendron costaricense) har liknande tvåflitiga blad med extra fina bladblad. Även om de är lika imponerande kan dessa två träd lätt särskiljas från guanacastan: ardillo har solbränd, kraftigt skrynklig och grov bark – inte alls som guanacastans omisskännligt grå och vertikalt spruckna bark. Iguanos blad är tandade (ett ovanligt drag hos ett tvåflikigt träd), medan guanacastas blad är hela.