Sitka-gran er et højt nåletræ, der kan blive op til 40-50 m med en stammediameter på omkring 1 meter. Er træet fristående, vil dens krone brede sig ud i en kegleform med en lang spids top. Grenene sidder i kranse op langs stammen. Barken er grålig med tynde, runde-firkantede flager, der på ældre træer løsner sig fra barken. På stammen sidder harpiksrige knopper. Årsskuddene er hvidligt-lysebrune, furede, glatte og med opadvendte, lysegrønne og spidse nåle. Ældre nåle er flade, 2-3 cm lange, grønne på oversiden og blågrønne på undersiden med et tydelig gråhvidt bånd. Hanblomsterne er bleggule og ægformede og sidder spredt på træets grene. Hunblomsterne er blegrøde og sidder udenlukkende i toppen af træet. Koglerne er lysebrune, 5-8 cm lange og med papirstynde, bølgede og bløde ikke-tiltrykte kogleskæl, der er tandede i spidsen.