Тихоокеанський агатіс — велике вічнозелене дерево, що досягає 40 метрів заввишки та 3 метрів в діаметрі стовбура. Кора плямиста, по мірі старіння відшаровується та скидається (що є характеристичною ознакою роду). Молоді дерева мають вузьку конічну крону, але по мірі зростання (після набуття товщини стовбуру 30-50 сантиметрів) крона ширшає, і втрачає правильну геометричну форму. У старих дерев стовбур прямий або слабко вигнутий, гілки відсутні аж до висоти 15-20 метрів над рівнем ґрунту. Коренева система сильна та значно заглиблена, завдяки чому дерева добре переносять сильні вітри.
Листя (точніше, листовидна хвоя) тихоокеанського агатісу зеленого кольору, глянцево-блискуче, листова пластинка еліптична або ланцетовидна, 7-15 сантиметрів завдовжки та 2-4 сантиметри завширшки, з короткими черешками. Листки зібрані в перехрещені пари, але окремі пластинки повернуті таким чином, що лежать в одній площині. Листя молодих рослин, та рослин, що ростуть у вологих місцях, зазвичай має більши розмір.
Чоловічі шишки тихоокеанського агатісу мають еліптичну форму, довжина 2-5 сантиметри (на час, коли починається вивільнення пилку). Характерною ознакою виду, за якою його можна відрізнити від інших представників роду, є порівняно короткі чоловічі шишки. Жіночі (насінні) шишки сферичні, 8-13 сантиметрів в діаметрі, розташовані на коротких дерев'янистих черешках. Більшість насінних шишок визріває в період від початку до середини лютого, при цьому шишки набувають коричневого забарвлення і вивільняють окремі дрібні пласкі насінини, облаштовані крильцями довжиною приблизно 3,5 сантиметри. Це насіння може долати значні відстані за вітром (десятки кілометрів), а іноді, під час тропічних циклонів, відноситься навіть за сотні кілометрів.
Тихоокеанський агатіс є одним з найвищих дерев у світі, і є домінантним видом в співтовариствах закритих низовинних та низькогірних тропічних острівних лісів. Асоційовані з ним види можуть бути різними залежно від місця спостереження. Зокрема, це Cryptocarya turbinata, Ilex vitiensis, Garcinia vitiensis, Palaquium spp., та Podocarpus spp. на Вануату, і Calophyllum vitiense, Dacrydium nidulum, Retrophyllum vitiense, Fagraea berteroana, та Podocarpus spp. на Фіджі.
Цей вид — один з найбільш швидко ростучих в своєму роді, здатний виростати на 1-1.5 метри на рік на найкращих для нього слабко затінених або повністю відкритих місцях. В той же час, рослина є досить тіньовитривалою, особливо після початку визрівання насіння, хоча ріст при цьому помітно сповільнюється. Тихоокеанський агатіс відноситься до довгоживучих видів, і здатен досягати віку 300—1000 років.
Цей вид дає цінну промислову деревину, що використовується для різноманітних потреб. Колір деревини варіює від кремвого до золотистого (ядрова деревина дорослих дерев є блискучо-коричневою), і високо цінується в лісовій промисловості, зокрема як матеріал для поверхневого шпону. Суха деревина має густину близько 540 кг/м³.
В регіоні південно-західного Тихого океану (Меланезія) цей вид дерев історично був і є цінним природним ресурсом. Він використовується для будівництва осель, виробництва каное, а також для тотемних стовпів. Сажа від смоли використовується як чорна форба для волосся, одягу, та при татуюванні, а листя в традиційній медицині.
