粗梗黄堇，多年生铅灰色草本，多少具白粉，高约5-15厘米。
主根粗大，约长10-20厘米，粗1-2厘米，老时扭曲，常因薄壁组织枯朽而呈马尾状分裂，顶生多头根茎。
根茎约长5-15厘米，粗2-4毫米，上部具黄揭色鳞片和叶柄残基。
茎1至多条，花葶状，发自基生叶腋，无叶或基部具1叶。
基生叶多数，略短于花葶；
叶柄约与叶片等长，基部鞘状宽展；
叶片长圆形，宽约1.5厘米，一回羽状全裂，羽片3-5对，无柄，互生至近对生，1-2回三深裂或近掌状深裂，裂片倒卵形，约长5毫米，宽2-3毫米。
总状花序具5-10花，较疏离，多少呈伞房状。
苞片楔形羽状分裂，三裂至披针形全缘，下部的较大，约长1.5-2厘米，宽8-10毫米。
花梗粗，直立或斜伸，长2-4厘米，上部的长约1厘米。
萼片小，半圆形，具齿，早落。
花冠橙黄色或污黄色，平展。
外花瓣宽展，渐尖，具鸡冠状突起。
上花瓣长1.8-2.2厘米，两侧具1条纵肋；
距圆筒形，约占花瓣全长的2/3；
蜜腺体贯穿距长的1/2以上。
下花瓣稍向前伸出，瓣片通常近爪处下弯；
爪宽展，基部下延成囊状。
内花瓣琴形具延伸至爪中部的粗厚鸡冠状突起；
爪略短于瓣片。
雄蕊束披针形。
柱头近扁四方形，顶端2裂，具2短柱状乳突，两侧基部下延。
蒴果倒卵形，约长8-15毫米，宽3-4毫米，具少数种子，2列；
种子黑亮，具小而紧贴种子的种阜。
