河谷南星，块茎近球形，直径1-3厘米。
鳞叶、叶柄和叶鞘灰绿色具深紫色斑纹。
鳞叶线状披针形，长10-28厘米。
叶柄长25-70厘米，纤细，下部1/2-3/4鞘状，鞘顶端钝圆；
叶片绿色，薄纸质，3全裂，中裂片近无柄或具长约1厘米的柄，卵状长圆形，长22-24厘米，宽10厘米，基部阔楔形，侧裂片斜卵形，偏斜，长19厘米，宽11厘米，偏斜，基部内侧楔形，外侧圆形，均短渐尖，先端有短的芒状尖头；
I级侧脉脉距0.6-2厘米，于离边缘6-8毫米处连接为集合脉。
花序柄长20-50厘米，比叶柄短。
佛焰苞绿色具白色条纹，管部圆柱形，长4-5厘米，直径约1厘米，喉部无耳稍外卷；
檐部直立，披针形，长6-10厘米，宽1.5-2.5厘米，渐尖，有时具芒状尖头。
肉穗花序雌雄同株和雄性单株。
两性花序：下部雌花序长1.2-2厘米，粗6-9毫米，紧接的雄花序长1-2.5厘米，粗3-5毫米。
单性花序：雄花序长3厘米，下部粗5毫米。
两种肉穗花序的附属器均细长，无柄，深紫色，下部粗5-7毫米，渐狭成细线形，全长8-40厘米，由佛焰苞喉部向外平伸或下垂。
雄花无柄，雄蕊2，花药紫色，药室卵圆形，裂缝纵向长圆形。
子房倒卵圆形，绿色，花柱极短，柱头圆形，胚珠3。
花期5-6月。
