褐毛铁线莲，多年直立草本或藤本，长0.6-2米。
根棕黄色，有膨大的节，节上有密集的侧根。
茎表面暗棕色或紫红色，有纵的棱状凸起及沟纹，节上及幼枝被曲柔毛，其余近于无毛。
羽状复叶，连叶柄长10-15厘米，有(5-)7(-9)枚小叶，顶端小叶有时变成卷须；
小叶片卵圆形、宽卵圆形至卵状披针形，长4-9厘米，宽2-5厘米，顶端钝尖，基部圆形或心形，边缘全缘或2-3分裂，两面近于无毛或仅背面叶脉上有疏柔毛；
小叶柄长1-2厘米；
叶柄长2.5-4.5厘米。
聚伞花序腋生，(1-)3花；
花梗短或长达3厘米，被黄褐色柔毛，中部生一对叶状苞片；
花钟状，下垂，直径1.5-2厘米；
萼片4枚，卵圆形或长方椭圆形，长2-3厘米，宽0.7-1.2厘米，外面被紧贴的褐色短柔毛，内面淡紫色，无毛，边缘被白色毡绒毛；
雄蕊较萼片为短，花丝线形，外面及两侧被长柔毛，基部无毛，花药线形，内向着生，长4-5毫米，药隔外面被毛，顶端有尖头状突起；
子房被短柔毛，花柱被绢状毛。
瘦果扁平，棕色，宽倒卵形，长达7毫米，宽5毫米，边缘增厚，被稀疏短柔毛，宿存花柱长达3厘米，被开展的黄色柔毛。
花期6月至7月，果期8月至9月。
