蒿叶马先蒿，多年生草本，草质，老时仅基部稍稍木质化，干时不变黑色。
根多分枝，老时木质化。
茎多在基部多条并出，高可达40厘米，上部决不分枝，下部圆筒形，上部多少方形，中空，有4条成行的毛。
叶基出者早枯，柄长达15毫米，茎生者有短柄，叶片狭长圆形至长圆状披针形，长达5厘米，宽达18毫米，羽状全裂，轴有狭翅，羽片约7-12对，长者达10毫米，宽2毫米，中后部者最长，渐向叶端则渐短，自身亦为羽状半裂，或有缺刻状锯齿。
花序穗状，花轮常疏远，尤以下方者为然，下部苞片叶状，羽状全裂，但瞬即变为狭卵形而全缘，缘有白色长毛；
花有短梗，梗有从萼上延下的膜质之翅；
萼大，长达10毫米，主脉5条次脉5条均缘色而明显，其余部分膜质，前方不裂，齿5枚，长仅2毫米，后方1枚较短很多，三角形全缘，其余4 枚约略相等，有不显著之齿，边缘与管部均有白色长毛；
花冠黄色，管部很长，达12-14毫米，在近端处强烈向前弓曲，下唇约与盔等长而显短于管，裂片侧方者大于中间者，多少椭圆形，中裂圆形，两侧迭置于侧片之下，基间的缺刻的缺刻不能看到，盔以管的弓曲而指向前上方，伸直，额圆而端尖，略作小喙状；
雄蕊花丝着生于管的近基处，两对均无毛；
花柱稍稍伸出于盔端。
