红茎黄芩，多年生草本；
根茎匍匐，密生纤维状须根。
茎高25-50厘米，直立，基部粗1.2-2毫米，钝四棱形，具槽，常呈水红色，几无毛或略被短柔毛，大都不分枝或具少数短分枝。
叶通常4对，卵圆形或椭圆状卵圆形，长3-11厘米，宽2-4.5厘米，先端渐尖或短渐尖，基部圆形，边缘疏生极不明显的小齿或浅波状或近全缘，两面无毛，上面深绿色，下面较淡，带红色，密生小凹腺点，侧脉约4对，与中脉在上面凹陷下面突出，叶缘以内网结；
叶柄长0.7-1.2厘米，水红色，腹凹背凸，被具腺柔毛，常呈水红色。
花对生，排列成顶生或间有少数腋生的长9-15厘米的总状花序；
花梗长2-2.5毫米，与序轴密被微柔毛及具腺柔毛；
总梗长2.5-3.5厘米；
苞片退化。
花萼于花时常呈紫红色，长约2毫米，果时增大，长3毫米，外被微柔毛，盾片开展，半圆形，高1.5毫米，果时高达4厘米。
花冠于冠檐紫红色但筒部色淡或白色，长1.5-1.7厘米，外被微柔毛；
冠筒长1-1.2厘米，前方基部曲膝状，向上渐增大，至喉部宽达4毫米；
冠檐2唇形，上唇盔状，直伸，卵圆形，先端微凹，下唇中裂片三角状卵圆形，宽约4.5毫米，先端微凹，两侧裂片卵圆形，宽3毫米，先端微凹。
雄蕊4，二强；
花丝扁平，中部以下被纤毛。
花盘肥厚，前方呈指状伸长且超过子房；
子房柄明显，长0.5毫米。
花柱细长。
子房光滑。
小坚果成熟时暗褐色，三棱状卵圆形，长0.75毫米，宽约0.5毫米，具瘤，腹面中央隆起，其上有一细小果脐。
花期4月，果期5月。
