扁叶刺芹，多年生直立草本，高约75厘米。
根粗厚，圆柱形，通常不分枝，表皮棕褐色。
茎灰白色、淡紫灰色至深紫色，单生，坚硬，光滑，上部3歧式1-4回叉状分枝，基部常残留枯死的叶或成纤维状。
基生叶长椭圆状卵形，长5-8.5厘米，宽2.5-5厘米，边缘有粗锯齿，齿端刺尖，基部心形至深心形，表面绿色，背面淡绿色，无毛，叶脉7-9条，掌状，两面隆起；
叶柄长6-11.5厘米；
茎下部叶有短柄，与基生叶同形或有分裂，茎上部叶无柄，浅裂至3-5深裂，裂片披针形，边缘疏生1-4刺状齿，表面及边缘略带浅蓝色。
头状花序着生于每1分枝的顶端，圆卵形、阔卵形或半球形，长8-15毫米，宽7-13毫米；
总苞片5-6，线形或披针形，中间有1条明显的脉，边缘疏生1-2刺毛，顶端尖锐；
小总苞片线形或钻形；
花浅蓝色；
萼齿卵形，长2-2.3毫米（包括芒长）宽1-1.2毫米，花瓣与萼片互生，膜质透明，长1.8-2毫米，宽不到1毫米，向内弯曲，在弯曲处两侧呈耳形并有不明显的睫毛；
雄蕊长约1毫米，宽0.5毫米，花丝上部近1/3处扭曲。
果实长椭圆形，卵形或近圆形，长3-3.5毫米，宽1.5-1.8毫米，背腹压扁，外面被白色窄长的鳞片；
无心皮柄。
花果期7-8月。
