盾萼凤仙花，一年生草本，高50-100厘米，具多数支柱根，全株无毛。
茎粗状，直立，下部长裸露，上部分枝，分枝干时具沟槽。
叶互生，具柄，常密集茎上部，状近轮生，叶片硬质，卵形或卵状披针形，稀卵状椭圆形，长 (8) 10-16厘米，宽3.5-7厘米，顶端渐尖或尾状渐尖，基部宽楔形，常具一对无柄球形腺体，渐狭成长6-7厘米的叶柄，最上部叶无柄或近无柄，边缘具密粗圆齿状齿，齿间有小刚毛，侧脉 (7) 8-10对，弧状弯，中脉在下面明显，上面深绿色，下面灰绿色。
总花梗生于茎枝端，腋生，长于叶或约与叶等长，长8-16 (20) 厘米，具总状排列的8-13 (16) 花；
花梗长15-20毫米，基部有苞片；
苞片膜质，宽卵形或卵状披针形，长3-4毫米，顶端具硬小尖，脱落。
花黄色，长2-2.5厘米，具粉紫色斑色，侧生萼片2，斜圆形或近圆形，直径7-8毫米，黄绿色干时多少硬革质，具多数脉，顶端具硬尖头，无中肋；
旗瓣近圆形，深兜状，直径8-10毫米，钝，背面具圆形龙骨状突起；
翼瓣无柄，基部宽楔形，长2-2.5厘米，2裂，基部裂片小，圆形，上部裂片长约为基裂片近2倍，斧形，顶端钝圆形，背面具狭小耳，唇瓣囊状，长2-2.5厘米，口部近平展，宽8-10毫米，先端具小尖，基部渐狭成长15-18毫米、内弯的距。
花丝短，长4毫米；
花药卵形，顶端钝，子房纺锤形，顶端渐尖。
蒴果线形，长3-3.5厘米，顶端渐尖。
种子多数，倒卵状长圆形，长4毫米，栗褐色，具瘤状突起。
花期8-9月。