牡丹草，多年生草本，高约30厘米。
根状茎块根状，直径约2厘米；
地上茎直立，草质多汁，禾秆黄色，顶生1叶。
叶为三出或二回三出羽状复叶，草质，小叶具柄，长约2厘米，叶片3深裂至基部，裂片长圆形至长圆状披针形，长3-4厘米，全缘，先端钝圆，上面绿色，背面淡绿色；
托叶大，2片，先端2-3浅裂。
总状花序顶生，单一，具花5-10朵，花序梗长约8厘米；
花梗纤细，下部花梗长2-2.5厘米，上部花梗较短；
苞片宽卵形，长约5毫米，宽约6毫米；
花淡黄色；
萼片5-6，倒卵形，长约5毫米，宽约3毫米，先端钝圆；
花瓣6，蜜腺状，长约3毫米，先端平截；
雄蕊6，长约4毫米；
雌蕊基部具短柄或近无柄，子房卵形，胚珠2-3枚，花柱极短，柱头平截。
蒴果扁球形，直径约6毫米，5瓣裂至中部。
种子通常2枚，压扁。
花期4-5月，果期5-6月。
