直角凤仙花，一年生草本，高30-70厘米，全株无毛，具少数粗支柱根。
茎直立，分枝，下部长裸露。
叶互生，上部的叶密集，近无柄，下部的叶具长达4.5厘米的叶柄；
叶片膜质，卵形或卵状披针形，长4-17厘米，宽2.5-5厘米，顶端近尾状渐尖，基部变狭，边缘具密圆齿状齿，齿间具刚毛，侧脉5-10对，具硬尖状具柄的腺体，上面深绿色，被褐色疏短毛，下面浅绿色。
总花梗生于茎枝端叶腋，长于叶或与叶等长，长7-15厘米，细，较硬。
具多花 (15-17)；
花总状排列；
花梗丝状，长12-20毫米，果期伸长，基部具苞片；
苞片披针形或刚毛状，长1-3毫米，宿存。
花长1.5-2厘米硫磺色；
侧生萼片2，斜卵形或近S状，长2-4毫米，顶端具绿色小尖。
旗瓣近四方状圆形，长6毫米，微凹，中肋多少成直角；
翼瓣无柄，长2-10毫米，2裂，基部裂片短，圆形，上部裂片长于基裂片的2倍，宽或窄斧形，顶端钝，背部具半圆形的小耳；
唇瓣檐部舟状，先端边缘长8毫米，渐尖，管部渐狭成与管部成直角长3.5厘米的距，顶端头状，中部内弯或幼时拳卷。
花丝线形；
花药小，圆形。
蒴果纺锤形，长2.5-3厘米，顶端急尖。
种子多数（达10枚），圆球形，直径3毫米，褐色。
花期9-10月。
