Quercus grisea peut se développer comme un arbuste à plusieurs tiges dans des situations plus sèches, mais lorsque les précipitations sont suffisantes, il se développe en un arbre de taille moyenne pouvant atteindre environ 20 mètres avec une couronne irrégulière de branches tordues. Le tronc mesure jusqu'à 60 cm de diamètre avec une écorce gris clair qui est fissurée en petites plaques. Les rameaux sont robustes et d'un brun rougeâtre clair, recouverts de duvet grisâtre.
Les feuilles sont alternes, coriaces, longues ovales, entières ou avec quelques dents grossières. Elles sont vert grisâtre dessus et feutrées dessous et peuvent tomber en période de sécheresse hivernale. Les chatons mâles sont vert jaunâtre et les fleurs femelles sont en petits épis poussant à l'aisselle des feuilles et apparaissent au printemps en même temps que les nouvelles feuilles. Les cupules des glands sont écailleuses, couvertes de poils fins et couvrent la moitié des glands qui poussent seuls ou par paires et sont brun clair. Il peut se propager de manière asexuée par la germination des drageons et former des fourrés.
Le Chêne gris se trouve de 1 200 à 2 700 m d'altitude, poussant dans les vallées et sur les crêtes, sur les pentes rocheuses et sur les berges des ruisseaux. Il s'épanouit dans des conditions semi-arides caractérisées par des hivers doux, des sources sèches et des étés chauds.
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