柳叶蒿，多年生草本。
主根明显，侧根稍多；
根状茎略粗，直径0.3-0.4厘米。
茎通常单生，稀少数，高50-120厘米，紫褐色，具纵棱，中部以上有向上斜展的分枝，枝长4-10厘米；
茎、枝被蛛丝状薄毛。
叶无柄，不分裂，全缘或边缘具稀疏深或浅锯齿或裂齿，上面暗绿色，初时被灰白色短柔毛，后脱落无毛或近无毛，背面除叶脉外密被灰白色密绒毛；
基生叶与茎下部叶狭卵形或椭圆状卵形，稀为宽卵形，边缘有少数深裂齿或锯齿，花期叶萎谢；
中部叶长椭圆形、椭圆状披针形或线状披针形，长4-7厘米，宽1.5-2.5(-3)厘米，先端锐尖，每边缘具1-3枚深或浅裂齿或锯齿，基部楔形，渐狭成柄状，常有小型的假托叶或无假托叶；
上部叶小，椭圆形或披针形，全缘，稀有数枚不明显的小锯齿。
头状花序多数，椭圆形或长圆形，直径(2.5-)3-4毫米，具短梗或近无梗，倾斜或直立，有小型披针形的小苞叶，在各分枝中部以上排成密集的穗状花序式的总状花序，并在茎上半部组成狭窄的圆锥花序；
总苞片3-4层，覆瓦状排列，外层总苞片略小，卵形，中层总苞片长卵形，背面疏被灰白色蛛丝状柔毛，中肋绿色，边缘宽膜质，褐色或红褐色，内层总苞片长卵形，半膜质，背面近无毛；
雌花10-15朵，花冠狭管状，基部稍宽，檐部具2裂齿，花柱长，伸出花冠外，先端2叉，叉端尖；
两性花20-30朵，花冠管状，檐部外反，花药披针状线形，先端附属物尖，长三角形，基部有短尖头，花柱与花冠等长，先端2叉，花后外弯，又端扇形并有睫毛。
瘦果倒卵形或长圆形。
花果期8-10月。
