A mamutfenyőnek több, korábban a mocsárciprusfélék családjába sorolt nemzetséget is neveznek. Valamennyi ilyen nemzetség monotipikus, azaz csak egy-egy ma is élő fajuk van.

Számos arborétumban és kastélykertben találhatunk egy-egy mamutfenyőt. Többségüket az első világháború előtt telepítették. Az utóbbi évtizedekben mindhárom faj több kertészetben is kapható, tehát sokfelé telepítik is.

A mamutfenyő a világ legnagyobb növénye. Magassága 50-85 m, törzsének átmérője 5-7 m. A legmagasabb leírt példány 93,6 méter magas volt míg törzsátmérője 8,85 m volt. A legidősebb, ismert példány kora, az évgyűrűi alapján 3.200 év.

A fa kérge barázdás, szálas szerkezetű és a törzs alapjánál akár a 60 cm-es vastagságot is elérheti. Ez a kéreg biztosít tűzvédettséget a növénynek.

Tobozai 4-7 cm-esek, 18-24 hónap alatt érnek be, és akár 20 évig is a fán maradnak. A magok 3-6 mm-esek. Egy toboz átlagosan 230 magot tartalmaz. A magok sötétbarnák, 4-5 mm hosszúak és 1 mm vastagok, 1 mm-es szárnyakkal minden szélükön. Néhány mag a forró nyári időjárás miatt, a toboz méretcsökkenése miatt hullik ki, de többségük akkor válik szabaddá, ha a toboz tűz, vagy rovarkár miatt kiszárad. A fiatal növények 12 éves korukban kezdenek tobozt érlelni. A mamutfenyő szaporodása ezekkel a magokkal történik a természetben. Egy-egy nagyobb példány akár 11.000 darab tobozt is érlelhet és akár 300.000-400.000 magot is teremhet. A szárnyas magok az anyanövénytől 180 méterre is földet érhetnek.

A mamutfenyő szaporodása a természetben kényes folyamat, mivel a magoncok csak ásványi anyagban gazda termőtalajon, teljes napfényben fejlődnek, és nem tűrik a versenyt egyéb fejlődő növényekke. Bár a magok a tűleveles, nedves humuszrétegen is kikelnek, az avar nyári kiszáradásakor elpusztulnak. Ezen okok miatt a mamutfenyő sikeres szaporodásához szükség van időközönkénti erdőtűzre.

A tűz mellett két állat is segíti a mamutfenyő szaporodását. Az egyik állat a Phymatodes nitidus nevű bogár, amely tojásait a fa tobozai rakja, ahol a kifejlődő lárvák járatokat rágnak, melyek a vízháztartás felborulása miatt a toboz kiszáradásához vezetnek. A másik állat a Tamiasciurus douglasi nevű mókus. Ez az emlős egész évben aktív és a fa húsos, zöld tobozait rágcsálja. Ezúton is képes néhány mag a talajra kerülni.