Береза карликовая – листопадный, разветвленный кустарник высотой от 20 до 70 сантиметров. Некоторые экземпляры вырастают до 120 см. Молодые веточки пушистые и бархатистые, со временем становятся голыми, цвет их коры коричневый, бурый, красно-коричневый.

Листочки округлые или овальные, длиной в 5-15 мм, шириной в 10-20 мм, с зубчатыми краями, расположены очередно, растут на коротких черешках длиной 4-5 мм. Верхняя сторона листа темно-зеленая, блестящая, нижняя – светло-зеленая, пушистая. Осенью листья приобретают ярко-красный цвет, поэтому заросли растения выглядят очень красиво. Молодые листочки клейкие, с возрастом эта особенность теряется.

Тычиночные сережки карликовой березы сидячие, прямые, длиной в 5-15 мм, диаметром около 2 мм, с желтой пыльцой. Пестичные сережки держатся на опушенных ножках, продолговатые, удлиненно-яйцевидные, длиной в 5-8 мм, диаметром 3-5 мм, светло-коричневого цвета. Плод формируется в виде орешков длиной в 2 мм и шириной в 1 мм, с крылышками по бокам. Цветет карликовая береза до распускания листьев, плодоносит с мая по июнь.