西南大头蒿，多年生草本。
主根明显，侧根细；
根状茎稍粗，木质，直径5-10毫米。
茎高60-80 厘米，紫褐色，纵棱明显，上半部有细分枝；
茎、枝被微柔毛。
叶纸质，上面微有绢质短柔毛，背面密被灰白色蛛丝状绵毛；
茎下部叶卵形，二回羽状全裂，花期叶凋谢；
中部叶宽卵形或卵形，长7-9厘米，宽4-6厘米，二回羽状全裂，每侧有裂片4-5枚，每裂片再次2-3全裂，或基部裂片不再分裂，小裂片线状披针形或镰状披针形，长2-4厘米，宽1.5-2.5毫米，中轴有狭翅，基部裂片小，常成假托叶状，近无叶柄；
上部叶卵形，羽状全裂或5-3全裂；
苞片叶不分裂，线状披针形。
头状花序半球形，直径5-7毫米，无梗或近无梗，在分枝或分枝的小枝上排成穗状花序，并在茎上组成狭而长的圆锥花序；
总苞片3层，外层总苞片略小，卵形，背面被锈色柔毛，边膜质，中、内层总苞片长卵形或椭圆形，背面毛少或无毛，边宽膜质；
雌花10-20朵，花冠狭管状，花柱伸出花冠外，先端2叉，叉端尖；
两性花30-45朵，花冠管状，檐部背面初时有短柔毛，后渐稀疏，脱落。
瘦果小，倒卵形。
花果期9-10月。