水杉屬在中生代白堊紀和新生代約有6～7種，過去認為早已絕滅，1941年中國植物學者在湖北利川謀道鎮（當時四川萬縣磨刀溪）發現這一中外古老孑遺樹種。據近年調查，重慶萬州、重慶石柱縣、湖北利川和湖南龍山、桑植均發現300余年的巨樹。
水杉適應性強，喜濕潤生長快，北京以南各地均有栽培。材質輕軟，可供建筑、板料、造紙等用；樹姿優美，為庭園觀賞樹。

球果下垂，近四棱狀球形或矩圓狀球形，成熟前綠色，熟時深褐色，長1.8-2.5厘米，徑1.6-2.5厘米，梗長2-4厘米，其上有交對生的條形葉; 種鱗木質，盾形，通常11-12對，交叉對生，鱗頂扁菱形，中央有一條橫槽，基部楔形，高7-9毫米，能育種鱗有5-9粒種子；種子扁平，倒卵形，間或圓形或矩圓形，周圍有翅，先端有凹缺，長約5毫米，徑4毫米；子葉2枚，條形，長1.1-1.3厘米，寬1.5-2毫米，兩面中脈微隆起，上面有氣孔線，下面無氣孔線；初生葉條形，交叉對生，長1-1.8厘米，下面有氣孔線。花期2月下旬，球果11月成熟。
喜氣候溫暖濕潤，夏季涼爽，冬季有雪而不嚴寒，并且產地年平均溫度在13℃，極端低溫-8℃，極端高溫24℃左右，無霜期230天；年降水量1500毫米，年平均相對濕度82%。土壤為酸性山地黃壤、紫色土或沖積土，pH值4.5~5.5。多生于山谷或山麓附近地勢平緩、土層深厚、濕潤或稍有積水的地方，耐寒性強，耐水濕能力強，在輕鹽堿地可以生長為喜光性樹種，根系發達，生長的快慢常受土壤水分的支配，在長期積水排水不良的地方生長緩慢，樹干基部通常膨大和有縱棱。喜光，不耐貧瘠和干旱，凈化空氣，生長快，移栽容易成活。適應溫度為零下8度~24度。
分布于湖北、重慶、湖南三省交界的利川、石柱、龍山三縣的局部地區，垂直分布一般為海拔750~1500米。稀有種。水杉是世界上的孑遺植物。遠在中生代白堊紀，地球上已出現水杉類植物，并廣泛分布于北半球。冰期以后，這類植物幾乎全部絕跡。
水杉天然更新弱，應特別注意保護幼苗，促進其生長，避免殘存的水杉林被其它樹種所更替。全國許多地區都已引種，尤以東南各省和華中各地栽培多。亞洲、非洲、歐洲、美洲、拉丁美洲等50多個國家和地區已引種栽培。
水杉栽植季節從晚秋到初春均可，一般以冬末為好，切忌在土壤凍結的嚴寒時節和生長季節（夏季）栽植，否則成活率極低。苗木應隨起隨栽，避免過度失水。如經長途運輸，到達目的地后，應將苗根浸入水中浸泡。大苗移栽帶土球，挖大穴，施足基肥，填入細土后踩實，栽后要澆透水。旺盛生長期要追肥，一般追1次，注意松土、鋤草。