灰毛罂粟，多年生草本，植株矮小，高5-15（-20）厘米，全株被刚毛。
主根圆柱形，延长，上部粗2-3毫米；
根茎分枝或不分枝，密盖覆瓦状排列的残枯叶鞘。
叶全部基生，叶片轮廓披针形至卵形，长2-5厘米，宽1-2厘米，羽状分裂，裂片2-3对，长圆形、椭圆形或披针形，全缘或再次2-4浅裂或深裂，两面被紧贴的刚毛；
叶柄长2-7厘米，平扁，被紧贴的刚毛，基部扩大成鞘。
花葶1至数枚，直立或有时弯曲，圆柱形，被紧贴或伸展的刚毛。
花单生于花葶先端，直径3-5厘米；
花蕾椭圆形或椭圆状圆形，长1-1.2厘米，被褐色或金黄色刚毛；
萼片2，舟状宽卵形；
花瓣4，宽倒卵形或扇形，长1.5-3厘米，黄色或橘黄色；
雄蕊多数，花丝丝状，长7-10毫米，花药长圆形，长1-2毫米，黄色；
子房倒卵状长圆形，长5-7毫米，粗3-5毫米，被紧贴的刚毛，柱头约6，辐射状。
蒴果长圆形或倒卵状长圆形，长约1厘米，被紧贴的刚毛；
柱头盘扁平。
花果期6-8月。
