Ель голубая представляет собой вечнозелёное хвойное дерево, высотой 25—30 м, редко до 46 метров. Диаметр ствола — до 1,5 метров. Кора тонкая, чешуйчатая. Крона узкоконическая у молодых деревьев, у старых деревьев становится цилиндрической. Хвоя длиной 15—30 мм, ромбической формы в сечении. Цвет иголок от серовато-зелёного до ярко голубого.
Шишки слабо цилиндрические, длиной 6—11 см и шириной в закрытом состоянии 2 см, в раскрытом состоянии до 4 см. Цвет шишек от красноватого до фиолетового, зрелая шишка светло-коричневая. Семена чёрные, длиной 3—4 мм со светло-коричневым крылом длиной 10—13 мм.
