核桃树的叶子像锯齿状，边缘有绒毛，叶脉网状。叶子长10-20厘米，宽3-8厘米，叶尖尖，叶基楔形。叶子背面灰白色，正面深绿色。叶柄短粗，和枝条颜色差不多。

锯齿状边缘和绒毛能防虫，叶脉网状方便散热，叶尖和楔形让树在干旱时存水，背面灰白色减少吸热。数据说叶子长10-20厘米，宽3-8厘米，叶背绒毛厚度约0.1毫米，叶脉间距2-3毫米。这样设计让核桃树在北方也能活，比如山西、河北地区，年降水400-600毫米就能长好。叶脉网状结构还能分散强风带来的伤害，北方沙尘暴时叶子不容易被吹掉。叶基楔形让树根能扎得更深，山西吕梁山区有些核桃树树龄超过300年，树高8米，树冠直径5米，靠的就是这叶子存的这点水。