汶川柴胡，多年生草本，高40-90厘米。
直根黄棕色，中部略膨大，有少数支根。
茎绿色，基部光滑无毛，有细条纹，自基部以上分枝，侧枝发达，全株呈疏松的扫帚状，末端分枝极细，花时略向下垂，茎下部叶成簇生状，并有枯萎叶柄纤维包围茎基，叶片线形或狭倒披针形，长5-12厘米，宽2-4毫米，3-5脉，顶端钝尖或略圆，中部以下微收缩，基部扩大成鞘；
茎基部以上的叶线形，长1.5-3厘米，宽1.5-2.5毫米；
茎中部及分枝以上的叶全部为锥形以至鳞片状，愈至顶部叶越小，成极细的鳞片状，长1-8毫米，宽0.5-1毫米。
复伞形花序小而多，总苞片2-3，极小，成锥形或鳞片状，不等长，长0.3-1.5毫米，宽0.1-0.3毫米，1-3脉，质较硬，紧贴伞辐；
伞辐 (1) 2-3，纤细，极不等长，长2-32毫米；
小总苞片5-6 (7)，倒卵形或椭圆形，短于花时小伞形花序，长0.6-1毫米，宽0.3-0.5毫米，质厚，3脉；
小伞形花序小，直径2-3毫米，有花1-4；
花柄不等长，长3-6毫米，花极小，直径0.5毫米；
花瓣黄色，中肋色较深，上部内折，舌片方形，边缘及背面均光滑；
花柱基黄色，肥厚，直径宽于子房；
子房外棱凸出明显。
果较小，卵形，两侧略扁，棕色，长2毫米，宽1.5毫米；
果柄长0.5-1毫米，远超出小总苞以外，棱微凸出；
每棱槽油管2-3，合生面3-4；
胚乳腹面平坦。
花期8-9月，果期9-10月。