粗毛山柳菊，多年生草本，高40-80厘米，有粗厚的根状茎。
茎直立，单生或少数成簇生，粗壮，基部直径4-6毫米，下部通常紫红色，被稍稠密的长刚毛，上部无毛，伞房花序状或长圆锥花序状分枝。
基生叶及下部茎叶在花期不存在；
中部茎叶多数，卵形、卵状披针形、长椭圆状披针形或长椭圆形，长5-8厘米，高1. 5-5厘米，顶端急尖或短渐尖，基部无柄，心形抱茎，边缘全缘，无锯齿或有稀疏的尖齿，两面或仅下面沿脉被稀疏的长刚毛；
向上的茎叶渐小，与中部茎叶同形并被等样的毛被。
头状花序多数或极多数在茎枝顶端排成伞房花序或长圆锥花序，花序梗无毛。
总苞钟状，长1.1厘米；
总苞片4层，向内层渐长，外层小，披针形、线形或宽线形，长3毫米，宽1毫米，中层披针形，长4.5-8毫米，宽1.5毫米，最内层披针形，长1. 1厘米，宽约1毫米，全部总苞片顶端钝或急尖，绿色至黑色，外面无毛。
舌状小花舌状。
瘦果圆柱形，长3毫米，黑紫红色，顶端截形，有10条高起的等粗的纵肋。
冠毛淡黄色，长6毫米，锯齿状。
花果期6-10月。
