粗根大戟，多年生草本。
根圆柱状，分枝或否，长20-30厘米，直径2-3 (5)厘米。
茎自基部多分枝，呈灌丛状，每个分枝向上不再分枝，高40-60厘米，直径4-7毫米。
叶互生，长圆形，长2-5厘米，宽5-10毫米，先端近圆，基部渐狭；
侧脉羽状不明显；
无叶柄；
总苞叶常4枚，卵形，长约1.5厘米，宽8-12毫米；
伞幅2，常3-5厘米；
苞叶2-4枚，与总苞叶同形，先端尖，基部近平截。
花序单生于二歧分枝顶端，基部具长约3毫米的柄；
总苞钟状，高约4毫米，直径3-4毫米，边缘4裂，裂片半圆形，中间下凹；
腺体4，半圆形，淡褐色。
雄花数枚，略伸出总苞外；
雌花1枚，子房柄伸出总苞达5毫米；
子房密被压扁的刺状瘤，无毛；
花柱微3裂；
柱头中间内凹。
蒴果球状，长与直径均约5毫米，被压扁的刺状瘤，无毛；
花柱早落，成熟时分裂为3个分果爿。
种子扁球状，长约2. 5毫米，直径约2毫米，黄褐色或褐色，腹面具白色条纹；
种阜近无柄。
花果期5月至7月。