天山蓍，多年生草本，有粗大的主根。
茎常单一，高30-100厘米，粗壮，具条纹，下部被厚密的污白色棉毛，上部几无毛。
叶全形矩圆形，三回羽状全裂，末回裂片狭，近毛发状，基生叶具柄，长5-30厘米，宽2-12厘米，被密毛，茎生叶无柄，较小，被较少的毛。
头状花序近球形，直径5毫米，集成紧密或很少疏松的伞房花序；
总苞片矩圆形，边缘宽膜质，背面被疏长毛；
托片膜质；
小花多数，管状，黄色，长2毫米，宽1毫米，倒圆锥形，顶端5裂，被腺点。
瘦果楔形，黄褐色，长1-1.5毫米，宽0.3-0.5毫米，顶端有齿状冠毛。