黄连花，株高40-80厘米，具横走的根茎。
茎直立，粗壮，下部无毛，上部被褐色短腺毛，不分枝或有少数分枝。
叶对生或3-4枚轮生，椭圆状披针形至线状披针形，长4-12厘米，宽5-40毫米，先端锐尖至渐尖，基部钝至近圆形，上面绿色，近于无毛，下面常带粉绿色，无毛，仅沿中肋被小腺毛，两面均散生黑色腺点，侧脉通常超过10对，网脉明显，无柄或具极短的柄。
总状花序顶生，通常复出而成圆锥花序；
苞片线形，密被小腺毛；
花梗长7-12毫米；
花萼长约3.5毫米，分裂近达基部，裂片狭卵状三角形，沿边缘有一圈黑色线条，有腺状缘毛；
花冠深黄色，长约8毫米，分裂近达基部，裂片长圆形，先端圆钝，有明显脉纹，内面密布淡黄色小腺体；
雄蕊比花冠短，花丝基部合生成高约1.5毫米的筒，分离部分长2-3毫米，密被小腺体；
花药卵状长圆形，长约1毫米；
花粉粒具3孔沟，近长圆形[ (19-22) × (17.5-19.5）微米］，表面具网状纹饰；
子房无毛，花柱长4-5毫米。
蒴果褐色，直径2-4毫米。
花期6-8月，果期8-9月。
