星花灯芯草，多年生草本，高（5-）15-25（-35）厘米；
根状茎短，具淡黄或黄褐色须根。
茎丛生，直立，微扁平，两侧略具狭翅，宽1-2.5毫米，绿色。
叶基生和茎生；
低出叶鞘状，长1.5-2.5厘米，基部紫褐色；
基生叶松弛抱茎；
叶片较短；
叶鞘长1.5-3厘米，边缘膜质；
茎生叶1-3枚；
叶片扁平，线形，长4-10厘米，宽1-3.5毫米，顶端渐尖，具不明显的横隔；
叶鞘较短；
叶耳稍钝。
花序由（3-）6-24个头状花序组成，排列成顶生复聚伞状，花序分枝常2-3个，稀更多，花序梗长短不等；
头状花序呈星芒状球形，直径6-10毫米，有5-14朵花；
叶状总苞片线形，长3-7厘米，短于花序；
苞片2-3枚，披针形，顶端锐尖；
小苞片1枚，卵状披针形；
花绿色，具长约1毫米的短梗；
花被片狭披针形，长3-4毫米，宽0.7-0.9毫米，内轮者比外轮长，顶端具刺状芒尖，边缘膜质，中脉明显；
雄蕊3枚，长约为花被片的1/2-2/3；
花药长圆形；
花丝淡黄色；
子房1室；
花柱短；
柱头3分叉，长约0.9毫米，深褐色。
蒴果三棱状长圆柱形，长4-5毫米，明显超过花被片，顶端锐尖，黄绿色至黄褐色，光亮。
种子倒卵状椭圆形，长0.5-0.7毫米，两端有小尖头，黄褐色，具纵条纹。
花期5-6月，果期6-7月。
