合欢柳叶菜，多年生草本，丛生，自茎地面下伸出多数纤细肉质的根出条，其上的鳞片状叶残留于茎基部。
茎常外倾，圆柱状，常紫红色，高5-20(-30)厘米，粗1-2毫米，分枝或不分枝，周围被曲柔毛，有时有棱线。
叶对生，花序上的互生，狭椭圆形或长圆形至披针形，茎下部的常匙形，长（0.5-）1-2.5厘米，宽0.15-0.7厘米，先端近锐尖，茎下部的近钝，基部渐狭至狭楔形，边缘每边有4-10枚齿凸，侧脉不明显。
每侧3-6条，近无毛或下面脉上及边缘有疏毛，渐变淡紫色；
叶柄长1-3毫米，茎上部的近无柄。
花序直立；
花近直立；
花蕾椭圆形，长2-4毫米，径0.4-0.8厘米；
花管长0.6-1.1毫米，径1.2-1.6毫米，喉部有一环疏毛或近无毛；
萼片绿色或紫红色，长圆形，长2-3.5毫米，宽0.7-1毫米，被曲柔毛，花瓣白色、常不久变粉红或玫瑰色，倒卵形，长3.5-6.5毫米，宽2.3-3.2毫米；
花药乳黄色，长圆状，长0.5-0.9毫米，宽0.3-0.5毫米；
花丝外轮的长1.8-3.4毫米，内轮的长1-1.8毫米；
花柱长2.5-3.5毫米，无毛；
柱头近头状至宽棍棒状，长0.6-1毫米，宽0.45-0.8毫米，开花时被外轮花药所包围。
萼果长2.6-5.5厘米，被曲柔毛或变无毛；
果梗长0.9-2.2厘米。
种子长圆状至狭倒卵状，长1-1.3毫米，径0.36-0.46毫米，顶端圆，具很短的喙，淡褐色，表面具乳突；
种缨白色，长5-9毫米，不易脱落。
花期7-9月，果期8-11月。
