Les mélèzes (Larix spp.) sont des arbres à feuilles caduques avec un tronc droit et unique, portant des rangées régulières ou en spirale de trois à cinq branches horizontales, courtes à longues, formant une couronne conique à largement conique. L’écorce est initialement lisse, puis devient écailleuse et parfois légèrement striée et sillonnée à la base des grands arbres. Les rameaux se présentent sous deux formes : les pousses longues, qui prolongent la croissance de l’arbre et portent des aiguilles espacées, et les pousses courtes, persistantes et très condensées, disposées en spirale autour des pousses longues et produisant chaque année une nouvelle touffe de 20 à 50 aiguilles. Les bourgeons hivernaux sont bien développés, généralement petits, écailleux et parfois résineux. Les aiguilles sont disposées en spirale, dense sur les pousses courtes et clairsemée sur les pousses longues, dressées tout autour des rameaux, souples, triangulaires ou en losange aplati en section transversale, droites ou légèrement courbées, avec une pointe effilée mais inoffensive et une base rétrécie en un pétiole très court.

Les mélèzes sont monoïques. Les cônes polliniques se développent à l’extrémité des pousses courtes et contiennent de gros grains de pollen presque sphériques. Les cônes de graines, dressés et isolés sur les pousses courtes, mûrissent en une seule saison et conservent leurs 20 à 120 écailles disposées en spirale jusqu’à la libération des graines. Chaque écaille porte deux graines dotées d’une aile asymétrique dérivée de l’écaille, facilitant la dispersion par le vent. Les cotylédons sont au nombre de quatre à huit, chacun avec une seule nervure.

Le bois est dur, non parfumé et cireux, avec un cœur rouge-brun distinct et un aubier plus clair. Les cernes de croissance sont nets, et les canaux résinifères sont peu nombreux et irrégulièrement répartis. Les aiguilles présentent des bandes stomatiques sur la face inférieure, avec des stomates enfoncés et une anatomie foliaire simple adaptée à la photosynthèse et aux conditions boréales froides. Les mélèzes comprennent dix espèces réparties dans les forêts boréales de l’hémisphère nord et dans les régions montagneuses du sud de l’Amérique du Nord, des Alpes et de l’Himalaya. Ils sont largement cultivés pour leur bois et leur valeur ornementale, avec certaines formes naines, à feuillage bleu ou pleureur issues de variations naturelles.

Sur le plan phylogénétique, Larix est étroitement apparenté à Pseudotsuga, son cousin à feuilles persistantes, tandis que d’autres conifères à feuilles caduques (Glyptostrobus, Metasequoia, Pseudolarix, Taxodium) sont plus restreints et phylogénétiquement nichés parmi les genres à feuilles persistantes. Les fossiles suggèrent que les mélèzes ont évolué vers la caduquité dans le Haut-Arctique au début du Tertiaire, les fossiles les plus anciens datant de l’Éocène, il y a moins de 50 millions d’années. Malgré la classification traditionnelle basée sur la morphologie des bractées des graines, les analyses ADN indiquent des relations complexes entre les espèces du Nouveau Monde et de l’Ancien Monde, compliquées par l’hybridation naturelle, ce qui souligne la nécessité de poursuivre les recherches sur l’évolution des mélèzes.