棉毛黄芪，多年生草本，高10-30厘米，被开展的白色绵毛。
茎基部分枝，直立或上升，有时近无茎。
奇数羽状复叶，具27-51片小叶，长5-15厘米；
叶柄短，连同叶轴被白色绵毛；
托叶披针形，长7-10毫米，先端尾状渐尖，基部与叶柄合生，下面被白色绵毛；
小叶卵圆形或长圆状卵形，长4-10毫米，宽2-5毫米，上面疏生长绵毛或近无毛，下面毛较密，具短柄。
总状花序生2-5花，稍稀疏；
总花梗较叶短，长0.5-1.5厘米；
苞片披针形，白色，膜质，长5-7毫米，下面被白绵毛；
花梗长5-6毫米，连同花序轴被白色绵毛；
花萼管状，长15-23毫米，被开展的白色绵毛，萼齿三角状锥形，长5-8毫米；
花冠黄色，旗瓣长20-29毫米，瓣片长圆状倒卵形，外面被白色短柔毛，先端钝圆或微凹，下部1/3处稍肥大呈角棱状，基部渐狭成瓣柄，翼瓣长18-27毫米，瓣片长圆形，上部外面被柔毛，先端钝或微凹，基部具短耳，瓣柄纤细，与瓣片近等长，龙骨瓣长14-22毫米，瓣片半卵形，顶部外面被柔毛，瓣柄长8-13毫米；
子房线形，密被白色长柔毛，具长约6毫米的柄。
荚果长圆形，长14-20毫米，先端具长2-3毫米的喙，密被白色柔毛，近假2室，果瓣革质。
花期4-5月，果期6-7月。