小花山桃草，一年生草本，主根径达2厘米，全株尤茎上部、花序、叶、苞片、萼片蜜被伸展灰白色长毛与腺毛；
茎直立，不分枝，或在顶部花序之下少数分枝，高50-100厘米。
基生叶宽倒披针形，长达12厘米，宽达2.5厘米，先端锐尖，基部渐狭下延至柄。
茎生叶狭椭圆形、长圆状卵形，有时菱状卵形，长2-10厘米，宽0.5-2.5厘米，先端渐尖或锐尖，基部楔形下延至柄，侧脉6-12对。
花序穗状，有时有少数分枝，生茎枝顶端，常下垂，长8-35厘米；
苞片线形，长2.5-10毫米，宽0.3-1毫米。
花傍晚开放；
花管带红色，长1.5-3毫米，径约0.3毫米；
萼片绿色，线状披针形，长2-3毫米，宽0.5-0.8毫米，花期反折；
花瓣白色，以后变红色，倒卵形，长1.5-3毫米，宽1-1.5毫米，先端钝，基部具爪；
花丝长1.5-2.5毫米，基部具鳞片状附属物，花药黄色，长圆形，长0.5-0.8毫米，花粉在开花时或开花前直接授粉在柱头上（自花受精）；
花柱长3-6毫米，伸出花管部分长1.5-2.2毫米；
柱头围以花药，具深4裂。
蒴果坚果状，纺锤形，长5-10毫米，径1.5-3毫米，具不明显4棱。
种子4枚，或3枚（其中1室的胚珠不发育），卵状，长3-4毫米，径1-1.5毫米，红棕色。
花期7-8月，果期8-9月。
