川蓟，草本，茎高40-70厘米，有条棱，上部有分枝，分枝斜升，茎枝灰白色，被稠密的绒毛及多细胞长或短节毛。
上部茎叶全形长椭圆形，羽状深裂或几全裂，长12-22厘米，宽5-7厘米，基部扩大，耳状半抱茎；
侧裂片4-8对，半椭圆形或偏斜半椭圆形，不包边缘针刺宽2.5-3.5厘米，边缘通常有3-7个大小不等的三角形刺齿及稀疏的缘毛状针刺，齿端急尖或渐尖成针刺，针刺长4-12毫米，缘毛状针刺较短，长0.5-2毫米。
接头状花序下部的叶小，羽裂。
全部叶两面异色，上面灰绿色，被多细胞长节毛，下面灰白色，被稠密的绒毛。
头状花序少数（5个）在茎枝顶端排成伞房花序，头状花序基部苞叶包围头状花序，边缘锯齿大部针刺化，针刺长2-3厘米。
总苞钟状，直径2厘米，无毛。
总苞片约5层，向内层渐长，覆瓦状排列，全部苞片长披针形或椭圆状披针形，长8-12毫米，宽达3毫米，顶端渐尖成长1-5毫米的针刺。
小花红色，花冠长1.5厘米，细管部长6毫米，檐部长9毫米。
瘦果褐色，倒圆锥状，压扁，长4毫米，宽1.8毫米，顶端截形。
冠毛浅褐色，多层，基部连合成环，整体脱落；
冠毛刚毛长羽毛状，长达1.5厘米，向顶端渐细。
花果期7-9月。