Ель Вильсона — вечнозелёное дерево до 10 метров высотой и 130 см диаметром (на высоте 1,5 м) с пирамидальной кроной. Кора серая, нерегулярно лущенная. Иголки прямые и слегка согнутые размером 8-13 ? 1,2-1,7 мм, на вершине заострённые. Семенные шишки изначально зелёные, при созревании — жёлто-коричневые, яйцевидные, размером 5-8 ? 2,5-4 см. Семена оборотнояйцевидные длиной 3-4 мм, с 8-11 мм светло-коричневыми крыльями. Опыляется в апреле, семена созревают в октябре.