轮叶沙参，茎高大，可达1.5米，不分枝，无毛，少有毛。
茎生叶3-6枚轮生，无柄或有不明显叶柄，叶片卵圆形至条状披针形，长2-14厘米，边缘有锯齿，两面疏生短柔毛。
花序狭圆锥状，花序分枝（聚伞花序）大多轮生，细长或很短，生数朵花或单花。
花萼无毛，筒部倒圆锥状，裂片钻状，长1-2.5 (4) 毫米，全缘；
花冠筒状细钟形，口部稍缢缩，蓝色、蓝紫色，长7-11毫米，裂片短，三角形，长2毫米；
花盘细管状，长2-4毫米；
花柱长约20毫米。
蒴果球状圆锥形或卵圆状圆锥形，长5-7毫米，直径4-5毫米。
种子黄棕色，矩圆状圆锥形，稍扁，有一条棱，并由棱扩展成一条白带，长1毫米。
花期7-9月。
2n=34。
