Die Flaumeiche erreicht in Deutschland bis zu 15 Meter Höhe und entwickelt eine malerisch knorrige Wuchsform mit lockerer, breiter Krone. Die im Mittelmeerraum heimische Art erreicht in Deutschland ihre nördliche Verbreitungsgrenze und kommt hier nur in wenigen warmen Gebieten vor, etwa am Oberrhein, am Bodensee und an der Schwäbischen Alb. Ihre gelappten Blätter sind an der Unterseite samt den jungen Trieben samtartig weich behaart – daher der deutsche Name. Die längsrissige, grob gefurchte Borke ist grau bis schwarz. Im Herbst färbt sich das Laub gelb bis braun. Die Art kreuzt sich häufig mit der Traubeneiche, wodurch Bäume mit gemischten Merkmalen entstehen.

Ab April erscheinen für etwa drei Wochen die Blüten, wobei die männlichen in Form hängender, gelbgrüner Kätzchen auffallen, während die weiblichen Blüten unscheinbar in den Blattachseln versteckt sind. Die Blüten werden vom Wind bestäubt. Ab September reifen die Eicheln heran. Sie wurden früher geröstet als Kaffee-Ersatz oder getrocknet und gemahlen zu Notbrot verarbeitet. Roh enthalten sie Gerbstoffe und sind ungenießbar. Das harte, dichte Holz wurde historisch im Schiffsbau und für Bahnschwellen verwendet und ist ein hochwertiges Brennholz. Die Borke diente der Gerbstoffgewinnung.

Die Blüten liefern Pollen für Wildbienen und andere Insekten. Die Eicheln ernähren Eichelhäher, Eichhörnchen und dienten der Schweinemast. Das Blattwerk dient zahlreichen Schmetterlingsraupen als Futter. Die Art ist extrem trockenheitsresistent, übersteht monatelange Dürreperioden und gilt als zukunftsfähiger Baum für warme, trockene Standorte im Klimawandel.