牛蒡，二年生草本，具粗大的肉质直根，长达15厘米，径可达2厘米，有分枝支根。
茎直立，高达2米，粗壮，基部直径达2厘米，通常带紫红或淡紫红色，有多数高起的条棱，分枝斜升，多数，全部茎枝被稀疏的乳突状短毛及长蛛丝毛并混杂以棕黄色的小腺点。
基生叶宽卵形，长达30厘米，宽达21厘米，边缘稀疏的浅波状凹齿或齿尖，基部心形，有长达32厘米的叶柄，两面异色，上面绿色，有稀疏的短糙毛及黄色小腺点，下面灰白色或淡绿色，被薄绒毛或绒毛稀疏，有黄色小腺点，叶柄灰白色，被稠密的蛛丝状绒毛及黄色小腺点，但中下部常脱毛。
茎生叶与基生叶同形或近同形，具等样的及等量的毛被，接花序下部的叶小，基部平截或浅心形。
头状花序多数或少数在茎枝顶端排成疏松的伞房花序或圆锥状伞房花序，花序梗粗壮。
总苞卵形或卵球形，直径1.5-2厘米。
总苞片多层，多数，外层三角状或披针状钻形，宽约1毫米，中内层披针状或线状钻形，宽1.5-3毫米；
全部苞近等长，长约1.5厘米，顶端有软骨质钩刺。
小花紫红色，花冠长1.4厘米，细管部长8毫米，簷部长6毫米，外面无腺点，花冠裂片长约2毫米。
瘦果倒长卵形或偏斜倒长卵形，长5-7毫米，宽2-3毫米，两侧压扁，浅褐色，有多数细脉纹，有深褐色的色斑或无色斑。
冠毛多层，浅褐色；
冠毛刚毛糙毛状，不等长，长达3.8毫米，基部不连合成环，分散脱落。
花果期6-9月。
