Le chêne bicolore est un arbre des milieux humides. Les cupules de ses glands sont recouvertes de petites écailles dont le bout est récurvé, ce qui leur donne un aspect duveteux, un peu comme chez le chêne à gros fruits; chez le chêne bicolore, toutefois, l’apparence de ces écailles ne change pas sur le pourtour de la cupule. Les lobes des feuilles du chêne bicolore sont peu prononcés, ce qui le distingue aussi du chêne à gros fruits et du chêne blanc.