北艾，多年生草本。
主根稍粗，侧根多而细；
根状茎稍粗，斜向上或直立，有营养枝。
茎少数或单生，高（45-） 60-160厘米，有细纵棱，紫褐色，多少分枝；
枝短或略长，斜向上；
茎、枝微被短柔毛。
叶纸质，上面深绿色，初时疏被蛛丝状薄毛，后稀疏或无毛，背面密被灰白色蛛丝状绒毛；
茎下部叶椭圆形或长圆形，二回羽状深裂或全裂，具短柄，花期叶凋谢；
中部叶椭圆形、椭圆状卵形或长卵形，长3-10(-15)厘米，宽1.5-6(-10)厘米，一至二回羽状深裂或全裂，每侧有裂片（3-）4-5枚，裂片椭圆状披针形或线状披针形，长3-5厘米，宽1-1.5厘米，先端长渐尖，边缘常有1至数枚深或浅裂齿，中轴具狭翅，基部裂片小，成假托叶状，半抱茎，无叶柄；
上部叶小，羽状深裂，裂片披针形或线状披针形，边缘有或无浅裂齿；
苞片叶小，3深裂或不分裂，裂片或不分裂的苞片叶线状披针形或披针形，全缘。
头状花序长圆形，直径2.5-3(-3.5)毫米，无梗或有极短的梗，基部有小苞叶，在分枝的小枝上排成密穗状花序，而在茎上组成狭窄或略开展的圆锥花序；
总苞片3-4层，覆瓦状排列，外层总苞片略短小，卵形，先端尖，背面密被蛛丝状柔毛，边狭膜质，中层总苞片长卵形或长椭圆形，背面被蛛丝状柔毛，边宽膜质，内层总苞片倒卵状椭圆形，半膜质，背面毛少；
雌花7-10朵，花冠狭管状，檐部具2裂齿，紫色，花柱伸出花冠外，先端2叉，叉端尖；
两性花8-20朵，花冠管状或高脚杯状，檐部紫红色，花药线形，先端附属物尖，长三角形，基部有短尖头或略钝；
花柱略比花冠长，先端2叉，花后稍外弯，叉端截形，具长而密的睫毛。
瘦果倒卵形或卵形。
花果期8-10月。
