向日垂头菊，多年生草本，全株灰绿色，被白粉。
根肉质，多数。
茎单生，直立，高7-56厘米，光滑，基部直径2-4毫米，被密的枯叶柄纤维包围。
丛生叶与茎基部叶具柄，柄长1-12厘米，光滑，基部有长鞘，叶片卵状椭圆形至宽椭圆形，长3-1.5厘米，宽2-9厘米，先端钝，全缘，基部楔形，两面光滑，叶脉羽状；
茎生叶6-8，无柄，长圆形，互相覆盖，直立，贴生，筒状抱茎。
头状花序单生，下垂，辐射状；
小苞片数个，卵状披针形或宽椭圆形，长1.5-2.5厘米，宽达1.5厘米，灰绿色，全缘，光滑，常包被头状花序；
总苞半球形，长1-1.5厘米，宽2-2.5厘米，总苞片12-20，2层，披针形或卵状披针形，宽3-7毫米，先端急尖或渐长，背部光滑，灰绿色或在干时呈黑灰色。
舌状花黄色，舌片长披针形，长达3.5厘米，宽3-4毫米，先端渐尖或尾状，3浅裂，管部长约2毫米；
管状花黄色，长6-7毫米，管部长约1毫米，檐部筒形，冠毛白色，与花冠等长。
瘦果长圆形，长3-5毫米，光滑，有棱。
花果期7-11月。
