Opadavý, až 40 m vysoký strom s korunou o průměru až 35 m. Borka složená z několika vrstev se odlupuje ve velkých a tenkých plátech a vytváří tak nápadné, pestrobarevné (hnědé, šedé, žluté, zelené) zbarvení kmene a větví. Listy jsou střídavé, řapíkaté, dlanitě 3 až 7 laločné, s laloky zubatými až celokrajnými. Květy vykvétají současně s vývinem listů, jsou uspořádány v hustých, kulovitých, jednopohlavných strboulech, které vyrůstají po 2 až 3 na společné visuté stopce. Samičí strbouly jsou s nápadnými, červenými čnělkami. Plodem je oříšek. Kvete v V. Platan javorolistý začíná plodit nepravidelně ve věku okolo 20 let a dožívá se několika staletí.
Původ tohoto druhu není zcela jasný, možná jde o křížence Platanus occidentalis x Platanus orientalis (platan východní x platan západní), podle jiné teorie se však jedná o potomka již vyhynulého, třetihorního Platanus aceroides (platan javorovitý).