Až 30 m vysoký strom nebo keř. Borka hluboce rozbrázděná, světle šedá až hnědošedá. Listy střídavé, až 30 cm dlouhé, dlouze řapíkaté, lichozpeřené, se 4 až 10 páry lístků, palisty přeměněny v 2 silné trny (někdy chybí), lístky řapíčkaté, eliptické, vejčité nebo podlouhlé, na vrcholu s nasazenou špičkou, řapíky i řapíčky pýřité. Květy uspořádány v převislém hroznu až 20 cm dlouhém, bílé nebo narůžovělé, se žlutozelenou skvrnou na pavéze, vonné, až 2 cm velké. Lusky až 10 cm dlouhé, vytrvávají na stromě až do dalšího roku. Kvete v květnu až červnu.

Lesy, podél cest, aleje, náspy, zahrady, parky, města, na půdách chudých i výživných, hlinitých, převážně sušších, stanoviště světlé.

Vyjma květů je celá rostlina jedovatá. Obsahuje blíže nespecifikovaný alkaloid (v kůře, kořenu a semenech) a glykosidy robin a fasin (v květech a kůře), které vyvolávají shlukování (aglutinaci) červených krvinek podobně jako ricin. Dále je přítomna kyselina glykosyringová, amygdalin, tuk, sitosterin, stigmasterin a třísloviny, v květech silice, v květech a listech robinin, rhamnosa a žluté barvivo, které je přítomno i v kůře. Otravy trnovníkem se projevují bolestmi břicha, průjmem, ztíženým dechem, slabostí srdce, křečemi, v těžších případech dochází k ochrnutí a následné smrti. Otravy byly pozorovány u zvířat (kůň, skot), ale i u dětí po okusování sladkých kořenů trnovníku.