美国白蛾有卵、幼虫、蛹、成虫4种虫态。成虫通体为白色，体长9-15 mm。复眼突出、较大，鳞片呈现出相对密集状态，头部、胸部及背部都布满白毛。

幼虫身体呈现细长状，体色变化较大，根据幼虫头部颜色划分，主要有黑头型和红头型。中国的美国白蛾幼虫通常为黑头型。幼虫具备很强的耐饥饿能力，即使15天不取食，也不会饿死，所以极易通过人为活动而进行远距离传播，如出游 、运输等。

美国白蛾是一种典型的多食性害虫，寄主十分广泛，包括桑树、榆树和白蜡等600多种植物。美国白蛾幼虫侵食树木叶片后，树叶通常呈现出透明状态；当树木叶片肉质部分被侵食后，幼虫就会对剩余网状叶脉进行蚕食。

除此之外，由于美国白蛾繁殖能力强，扩散速度快，若防控措施不科学，会导致森林树木生长量急剧下降，树木死亡。

美国白蛾还会严重危害农作物正常生长，农作物中的玉米、大豆、花生、白菜、甘薯、萝卜和烟草容易受到美国白蛾的危害，给广大农民群众带来经济损失。此外，美国白蛾还会对城市绿化景观造成严重危害。