낙엽활엽소교목으로 우리나라, 일본, 중국등지에 자생하며 키 5∼6m까지 자란다. 산에서 자라는 목련이란 뜻의 산목련이라고도 부르나 "산목련"이라는 나무가 별도로 있으므로 함박꽃나무로 호칭해야 한다. 북에서는 목란(木蘭)이라고 부르며 나라꽃으로 정하였다. 또한 천녀화(天女花)라고도 하는데 천녀는 직녀성의 이름이므로 선녀의 꽃을 뜻하고 ‘천녀산화(天女散花)’라고 하면 하늘에서 선녀가 뿌리는 꽃을 말한다. 
줄기는 잿빛이 도는 황갈색이며 골속은 백색이고 어린 가지 및 동아에 복모가 있으며 여러 줄기가 올라와 무리로 자라고 생장이 빠르다. 잎은 어긋나기하며 얇은 혁질이고 넓은 타원형으로 길이 6~15cm, 폭 5~10cm정도이며 잎 가장자리는 밋밋하고 표면에는 털이 없고 뒷면은 회록색으로 잎맥을 따라 털이 있다. 목련은 잎이나기전에 꽃이 피나 함박꽃나무는 잎이 나고 꽃이 피며 꽃은 암수 한 나무이고 5∼6월경 새 가지 끝에서 밑을 향해 흰빛으로 피고 꽃잎 속에 들어있는 수술은 적자색이다. 꽃에 향기가 있으며 컵 모양을 한 꽃잎은 6~9장이다. 열매는 길이 3∼4cm로서 난상 원형이고 9월에 검은색으로 익으며 종자는 타원형으로 길이는 8~9mm로 적색으로 익으면 터져 나와 실같은 하얀 줄에 달린다.

[유사종]
얼룩함박꽃나무 (for.variegata T.LEE) : 지리산에 나며 잎에 반점이 있다.
겹함박꽃나무 (for.semiplena T.LEE) : 꽃잎이 12개 이상이다.

[생육환경]
적습하고 배수가 잘되는 비옥한 반그늘에서 잘 자란다. 내공해성, 내조성은 약하나 내한성은 강하다.

[번식]
실생 및 접목으로 번식한다.
실생 : 채종한 종자를 바로 뿌리거나 노천매장을 4-5℃ 되는 곳에 3-6개월간 한 후에 봄에 파종한다. 종자를 건조시키는 것은 발아에 불리하다.
접목 : 목련, 태산목을 대목으로 복접(腹接), 기접(奇接), 근접(根接)한다.