A folyami nyír egy villás, enyhén hajló, szabálytalan koronájú fa. Akár 80 láb magasra is megnő.
A kéreg sima, a krémfehértől a fényes ezüstös-ezüstös- rózsaszínes-barnásig terjed, és szabálytalanul papírszerű pikkelyekre hámlik. A hámréteg alsó része vörösre színezett. Idővel a kéreg vastag, repedezett és bozontos lesz, sötét, vízszintes, kiterjedt lencsehártyákkal.
A gallyak karcsúak és nagyon hajlékonyak, vörösesbarnák és simák vagy enyhén szőrösek. A rügyek karcsúak és enyhén szőrösek lehetnek. A gallyak vágásakor nincs télizöld szaga vagy íze, mint a sárga berkenynél.
A levelek váltakozó állásúak, egyszerűek, tojásdadok vagy majdnem négyoldalúak, kb. 1-3 hüvelyk hosszúak, dupla fűrészfogas szélűek, szára ék alakú, felül fényes zöld, alul halvány és bolyhos, vagy legalábbis a középső erezetén, és gyakran apró gyantás mirigyek találhatók. A levélnyelek szőrösek. A nagyobb levelek általában sekélyen karéjosak. Az oldalerek száma általában 5-12 pár. Ősszel tompa sárga színű.
Virágok: A fa egylaki, azaz külön hím- és nőivarú virágokkal rendelkezik. A hímvirágok (porzósvirágúak) 2-3 vöröses-zöld lógó fürtben jelennek meg, amelyek ősszel a gallyvégek közelében jelennek meg, majd tavasszal megnyúlnak, akár 3 hüvelyk hosszúak is lehetnek. Az egyes virágok mindössze 1/8 hüvelyk hosszúak, sárgás színűek, 2 porzóval, 4 karéjos kehellyel és kis fellevelek által kissé eltakarva. A nőivarú virágok (pisztillátus) a levelekkel együtt jelennek meg, és zöldes színű, felálló, kb. 3/4-1/4 hüvelyk hosszú, a csúcstól hátrafelé, általában ugyanazon a gallyon helyezkednek el, mint a hímvirágok. Van egy petefészkük, egy pár virágzat, de nincs kehelyük vagy szirmuk. A nőivarú virágok hármas csoportokban állnak, amelyeket egy burok takar. A katicákat “amentáknak” is nevezik.
Gyümölcs: A beporzás szél által történik. A nőivarú virágok rövid szárú, függőleges, hengeres, nem fás kúppá érnek, barnás színű, sok szőrös, háromkaréjos pikkellyel. A virágok fellevelei éréskor száraz pikkelyekké váltak, minden egyes pikkelyhez három szőrös, 2 szárnyú mag (vagy dió) kapcsolódik, amelyek a szél és a víz segítségével szétszóródnak kora nyáron a következő tavaszig. Nedves talajban a magok gyorsan kicsíráznak. A fiatal fák nem képeznek magokat. A magok száma fontonként kb. 375 000.
Habitat: A magok száma kb. 375 000.
Habitat: A folyami nyírfa vízforrások közelében, nedves, gazdag, rosszul vagy jól lecsapolt talajban nő. Alkalmazkodott a víztől távol eső tájképi ültetvényekhez, és jól fejlődik, ha megfelelő nedvességet biztosítanak számára. Teljes napfényre van szükség – nem árnyéktűrő. Gyökérkoronájából nem terjed, de a tuskóból újra kihajt. Ez a faj néha ki van téve az antraknózisos levélfoltosságnak.
Nevek: A Betula nemzetség latinul a nyírfát jelenti. A faj, nigra, a latin “fekete” szó, és az öreg kéreg majdnem fekete színére utal, és ezzel kezdődik a közös nevek zűrzavara. A 19. században a fajt néha Betula rubra-nak nevezték, ami megfelel a “vörös nyír” alternatív köznapi névnek, és a hámló kéreg vöröses árnyalatára utal. A másik alternatív elnevezés, a “fekete nyír” nem alkalmazható, mivel azt inkább az édes nyírre (B. lenta) használják, ahogy a 19. században is használták. Ezért a “folyami nyír” elnevezés vált elfogadottá, ami bizonyos értelemben megegyezik a régebbi “vízi nyír” elnevezéssel, amelyet a faj folyóparti élőhelyekhez való kötődése miatt alkalmaztak. Maga a “nyír” elnevezés egy régi teuton szóból származik. A növényosztályozás szerzői neve – “L.” – Carl Linné (1707-1778) svéd botanikusra és a modern rendszertan binomiális nómenklatúrájának kidolgozójára utal.
Összehasonlítások: A folyami nyírfa kérge a papírnyírfától eltérő módon hámlik, ahol a textúra egyenletesebb, és a hámlás sávosan vagy laposan történik. A papírnyírfa (B. papyrifera) kérge is fehéres, az idősebb kéreg sötét barázdái nélkül. A levelek összehasonlítását lásd alább.