新疆海罂粟，二年生或多年生草本，高20-40厘米。
主根圆柱状，延长，上部粗2-7毫米。
茎3-5，直立．不分枝，疏生白色皮刺。
基生叶多数，叶片轮廓狭倒披针形，长4-13厘米，宽1-3厘米，大头羽状深裂，下部裂片三角形，上部裂片宽卵形、宽倒卵形或近圆形，边缘具不规则的锯齿或圆齿，齿端具软骨质的短尖头，两面灰绿色，幼时被皮刺，老时光滑；
叶柄长3-8厘米，扁平，基部鞘状，密集覆盖于茎基部，具皮刺或光滑；
茎生叶1-3，长2-5厘米，宽0.5-3厘米，羽状分裂或二回羽状3裂，裂片顶端具软骨质尖头，具皮刺或光滑；
叶柄无或具短柄。
花单个顶生，花梗圆柱形，被皮刺或光滑；
苞片羽状3-5深裂；
花芽卵圆形，长1.5-2厘米，先端锐尖，边缘膜质，外面被多数鳞片状皮刺；
花瓣近圆形或宽卵形，长1.5-2.5厘米，金黄色；
花丝丝状，长约1厘米，花药长圆形，长约1毫米；
子房圆柱形，长1-1.2厘米，密被刺状鳞片，柱头2裂，无柄。
蒴果线状圆柱形，长15-21厘米，粗2-3毫米，具稀疏的刺状鳞片，成熟时自基部向先端开裂；
果梗粗壮，长12-18厘米，具多数种子。
种子肾形，长约1毫米，种皮呈蜂窝状，黑褐色。
花果期5-10月。
