大羽叶鬼针草，一年生草本。
茎直立，高30-70厘米，近圆柱形或略具4棱，麦秆黄色，几无毛或上部被稀疏柔毛，上部分枝。
叶对生或有时在茎上部互生，叶柄长1-3厘米，具狭翅，翅缘常有稀疏缘毛，叶片长6-12厘米，三出复叶状分裂或羽状分裂，裂片3-5枚，侧生裂片披针形或狭披针形，顶生裂片较大，长5-10厘米，两面无毛，边缘具近整齐的内弯锯齿，多少具紧贴边缘的短缘毛。
头状花序生茎顶及枝端，稍密聚，具长0.5-3厘米的花序梗，果时直径1.5-2厘米，高约7毫米，基部稍凹入，顶端隆起呈弧形。
总苞外层苞片 (9) 14-12 (14) 枚，条状披针形，长8-20毫米，叶状，边缘具疏齿，内层苞片披针形，长5-7毫米，膜质，褐色而具黄色边缘；
托片条形，约与瘦果等长，具透明边缘。
舌状花缺，盘花多数，花冠筒状，长2-2.5毫米，冠檐4齿裂。
瘦果楔形，长3-4毫米，扁平，无中肋或具不明显的中肋，边缘具倒刺毛，顶端芒刺2枚，长1.6-3毫米，有倒刺毛。