星叶丝瓣芹，直立草本，高25-50厘米。
根块状至萝卜状，径约5毫米。
茎单生或有少数分枝，有细条纹，无毛。
基生叶有柄，柄长4-8厘米，叶鞘短窄，边缘膜质而抱茎；
叶片轮廓呈半圆形或阔三角形，长1.5-3.5厘米，宽2-5厘米，3深裂近基部或为3小叶，小叶片或裂片呈卵圆形以至倒卵形，长1-2.5厘米，宽0.8-2厘米，基部楔形，上部有锯齿或深浅不等的缺刻状锯齿，表面绿色，背面淡绿色或带淡紫色；
序托叶的柄呈鞘状，叶片通常3裂，裂片线形，全缘。
顶生伞形花序梗长4.5-10厘米，侧生伞形花序梗细弱；
无总苞片和小总苞片；
伞辐5-12，不等长，长1.5-6厘米；
小伞形花序有花7-12，花柄在幼果时长1-1.5厘米，纤细，一侧较粗糙；
萼齿明显，狭三角形；
花瓣卵形或卵状披针形，长2-3毫米，宽约0.5毫米，基部较窄，顶端丝状，长约占花瓣1/2到1/3，表面有乳头状毛；
花丝长不超过1毫米，花药卵圆形；
花柱基稍隆起，花柱向外叉开。
果实近卵圆形，长、宽各约2毫米，主棱丝状；
分生果横剖面近圆形，胚乳腹面平直。
花期8-9月，果期9-10月。
