裸子植物門屬數最多的1科。常綠喬木或灌木。葉交叉對生或3～4片輪生，形小，鱗形緊覆小枝之上，或刺形多少開展，基部下延或有關節，或同一樹上兼有兩型葉。鱗葉枝扁平、圓或四棱形。球花單性，雌雄同株或異株，單生枝頂或葉腋；雄球花由交叉對生或輪生的雄蕊組成，雄蕊具細短的花絲及寬而盾狀的藥隔，有3～6花藥，花粉球形，無氣囊，內壁厚，外壁薄或厚(Libocedrus)，表面具有不均勻散佈的顆粒，除圓柏屬具一不明顯的小圓孔外，其他各屬均無萌發孔；雌球花有3～16枚交叉對生生或輪生（每輪3～4枚）的種鱗，全部或部分珠鱗的腹面基部有1至多數直立，稀胚珠生於珠鱗之間（刺柏屬），珠鱗全部或部分(Actinostro-bus)發育成種鱗；苞鱗與珠鱗完全合生，僅頂端多少分離。球果圓球形，卵圓形或圓柱形，當年或翌年成熟；種鱗扁平或盾形，彼此覆瓦狀倚狀或鑷合狀靠合，木質或近革質，熟時彼此離開或展開，或肉質、熟時彼此不離開或僅頂端微離開，發育種鱗有1至多粒種子；種子具2或3窄翅或無翅，或上端有一長一短的膜質翅；胚具2枚（稀5～6枚）子葉。染色體基數x＝11，稀12。
柏科約22 屬，南北半球各產一半；種數次於松科(Pinaceae)，近150種，分佈幾遍全球，部分種類為森林的主要樹種或重要的造林樹種，或為園林綠化樹種。其中種類最多的為圓柏屬（Sabina），主要分佈於北半球；單種屬近二分之一，它們是羅漢柏屬（Thujopsis產日本）、側柏屬(Platycladus產中國與朝鮮)、福建柏屬（Fokienia產中國）、小側柏屬（Microbiota產蘇聯遠東）、Arceuthos（產歐洲南部至西亞）、Tetraclinis（產地中海馬耳他、西班牙與非洲西北部摩洛哥、阿爾及爾、突尼斯）、Fitzroya與pilgerodendron(產智利)、Austrocedrus（產智利與阿根廷）、Octoclinis（產澳洲）、Neocallitropsis（產新喀裡多尼亞）及Diselma（產塔斯馬尼亞）。中國產8屬約30種，分佈幾遍全國，其中福建柏為特有的單種屬植物，單種屬側柏亦主產中國；另引入栽培1屬15種。柏科植物早期的化石發現在緬甸、日本與埃及等地的侏羅紀地層之中，而較多的化石幾乎都出現在北半球的第三紀沉積物中。現今分佈於南半球的11個屬除Callitris（在澳洲東部白堊紀與中新世）、Libocedrus(在新西蘭中新世)、Widdringtonia（非洲南部第三紀）3屬發現化石外，其他各屬均未發現。
柏科植物是裸子植物中廣泛分佈於南北兩半球的唯一的科，除刺柏屬和圓柏屬廣佈於北半球（北緯17°～70°，後者在非洲東部北緯14°至南緯12°亦有分佈），柏木屬分佈於北美南部、亞洲東部、喜馬拉雅山及小亞細亞外，其他各屬均呈微域分佈，為各地的特有屬。分佈於北半球的屬除上述各屬外，還有崖柏屬（Thuja，約6種，分佈於北美與東亞）、翠柏屬（2種，1種產北美，1種產東亞）、扁柏屬約6種，分佈於北美與東亞的日本和中國臺灣）。分佈於南半球的屬除上述單種屬外，尚有Libocedrus（約6種，分佈於新西蘭與新喀裡多尼亞）、Papuacedrus（3 種，分佈於新幾內亞及摩鹿加島）、Actinostrobus（2種，產澳洲東南部）、Callitris（約20 種，分佈於澳洲、塔斯馬尼亞與新喀裡多尼亞） 與Widdringtonia(約5種，分佈於非洲南部與東南部)。柏科植物在中國多零散分佈，成林植物通常為圓柏屬的某些種類和柏木（Cupressus funebris）、臺灣扁柏與福建柏。圓柏屬植物通常喜光、耐寒、耐旱、抗風、耐堿性土壤，多形成高山針葉林向高寒灌叢或高草甸過渡性疏林，常分佈於雲杉、冷杉、落葉松林的上限地帶或它們不能生長的惡劣地帶，往往是這些樹種的陽坡替代種。柏木分佈於泰嶺以南、五嶺以北的廣闊地區，有天然林，也有人工林，喜溫暖、濕潤的氣候和石灰巖發育的鈣質土。臺灣扁柏喜溫和濕潤、雨量充沛，濕度較大的生態環境，在臺灣中央山脈海拔1300～2800米的中山至亞高山形成純林或混交林。福建柏要求溫暖濕潤的氣候與酸性黃壤和紅黃壤，分佈於華東、華中至西南，多零星生長，在局部地區（如廣西都龐嶺東坡）有較大面積的森林，主要分佈在海拔700～1800米的常綠闊葉林或針闊混交林中。
前人曾根據種鱗的排列、形狀、質地和成熟後彼此分離或結合等性狀，將柏科分為3～5個亞科（或族），或分為兩個亞科，然後再分6個或4個族。不同之處還表現在對某些屬的歸宿上，這可能與各自掌握的資料和研究的深度有關，如對中國特產的福建柏屬就有兩種意見，即一些學者將它放在側柏亞科（或族）(Thujoideae)，而另一些學者則認為福建柏屬與扁柏屬和柏木屬關系密切，應置於柏木亞科（或族）（Cupressoideae）。柏科植物早期胚胎發育的資料與李惠林按南北兩半球把柏科植物分成 Callitroideae亞科和柏木亞科的意見是一致的。柏科植物的原胚發育，在遊離核階段有兩種顯然不同的情況，表現瞭南北半球柏科植物較大的不同，即南半球Callitroideae亞科的植物，如Fitzroya、Actinostrobus、Callitris和Widdringtonia等屬，其原胚發育基本是受精卵經過2次連續的有絲分裂，產生4個遊離核的原胚，然後形成初生胚細胞；北半球柏木亞科的植物，如崖柏、羅漢柏、側柏、翠柏、柏木、扁柏、福建柏、圓柏和刺柏等屬，它們的原胚遊離核要經過3次連續的有絲分裂，於8核階段才形成初生胚細胞。
多胚現象是柏科植物的共同特點，根據多胚類型看來，北半球三類（族或亞科）柏科的演化方向是側柏類→柏木類→圓柏類，這與鄭萬鈞、傅立國在中國植物志上的觀點一致；南半球Callitris、Actinostrobus和Widdringtonia屬的頸卵器無被膜所包圍或被膜不明顯，其裂生方式更為特化，可能是柏科中最進化的類群。
柏科植物的木材有香氣，結構細致、均勻、紋理直，質地較重而堅韌；加工容易，刨面光滑，耐腐性較強；心邊材區別明顯，心材色深。為建築、傢具、門窗、舟車、柱材、椿木、橋梁、細木工及美術工藝等用材。其中扁柏、圓柏、側柏、柏木、崖柏等屬的木材，均為世界上高級商用材。有些種類為造林、固沙及水土保持的優良樹種。不少種類的樹形優美，葉色翠綠或濃綠，常被栽培作園林綠化或庭園觀賞樹。柏科木材具有樹脂細胞，無樹脂道，管胞無螺紋加厚、紋孔為單列，但南半球的Callitris屬的一些樹種具特殊的加厚，木薄壁組織通常存在並數量極多，交叉場紋孔多為柏木型，木射線管胞通常存在，但多數難於識別，木射線高數在針葉林中是最低的一科，管胞長度較短。柏科植物含有檜黃素、榧黃素、西阿多黃素、蘇鐵黃素和柏黃素；此外黃醇和二氫櫟精在柏科葉中廣泛分佈。