圆根紫堇，无毛草本，高15-20厘米。
须根多数成簇，肉质增粗，球形至长圆形，长5-8毫米，粗约4毫米，无柄或具柄。
茎直立，不分枝，上部生叶，下部裸露，基部变细。
基生叶未见；
茎生叶2枚，互生于茎上部，叶柄无或短，叶片二回三出分裂，第一回全裂片无柄或顶生者具柄，侧生裂片2-3（-5）浅裂，顶生裂片3浅裂，小裂片倒披针形，先端近急尖，表面绿色，背面具白粉和密集的小乳突。
总状花序顶生，有5-12花，排列稀疏；
苞片下部者同上部茎生叶，向上裂片渐减，至最上部者全缘；
花梗直立，短于苞片。
萼片鳞片状，具细牙齿；
花瓣蓝紫色，上花瓣长1-1.5厘米，背部无鸡冠状突起，距圆筒形，长4-6毫米，末端钝，下花瓣长6-8毫米，花瓣片三角状卵形，先端钝，背部无鸡冠状突起，内花瓣长6-8毫米；
蜜腺体细，贯穿距的2/3；
子房狭椭圆形，胚珠数枚，排成2列，花柱稍短于子房，先端弯曲，柱头双卵形，上端具4乳突，基部两侧各具1乳突。
蒴果（未成熟）狭椭圆形，自果梗基部反折，具约16枚种子，排成2列。
花果期6月前后。