北兴安薹草，根状茎短，斜升，具弓状上升的匍匐茎。
被紫红色鞘。
秆高40-50厘米，三棱形，平滑，坚硬，基部叶鞘具叶，但不育秆的基部具紫红色无叶片的鞘。
叶短于秆，宽2-4毫米，边缘反卷，短渐尖，灰绿色。
苞片鳞片状，最下部的刚毛状，基部具明显褐色叶耳，无鞘。
小穗3-5个，顶生的雄性，棒状，长1-1.5厘米；
其余小穗雌性，长圆形，长0.5-1.5厘米；
下部的小穗具短柄，柄长0.5-1厘米，上部的无柄。
雌花鳞片卵形，顶端圆形，长2-2.2毫米，宽0.8-1毫米，黑紫红色，边缘为宽的白色膜质，背面具1脉。
果囊与鳞片等长，宽倒卵形或近圆形，平凸状，长2-2.2毫米，宽1.8-2毫米，膜质，无脉，密生细点，上部通常具紫红色斑点，基部具短柄，顶端圆形，具极短的喙，喙口微凹。
小坚果紧包于果囊中，宽倒卵形，长1.5-1.8毫米，宽1.5毫米，灰褐色；
花柱基部不膨大，柱头2个。