灰色马先蒿，多年生草本，低者仅10厘米余，高者可达28厘米，干时变黑。
根须状成丛，生于鞭状根茎上面的根颈周围，粗根茎未见。
茎有条纹，生有褐色污毛，上部尤密。
叶狭披针形，生于茎的近基处者较密，在最下者较小，基部狭而为柄，向中部渐大，无柄，均有重齿或羽状浅裂至深裂，裂片有重齿，上部者渐小而较变为苞片，仅有浅齿或几全缘，基部宽而多少抱茎，长达4.5厘米，宽达1厘米，上面中肋上密生短褐毛，并在面上散生疏而白色之毛，背面光滑，齿端常有白色胼胝。
花序头状至疏总状，长者达14厘米，花数达20枚以上，色紫红；
苞片卵状长圆形，全缘，不变黑色，密被短茸毛；
萼亦全面被毛，管状钟形，长达1厘米，齿5枚，几相等，长约等于管的一半；
花管长约12毫米，无毛，有扭旋之脉，下唇深3裂，裂片圆形，有明显之柄，柄短于裂片长度的一半，盔含有雄蕊之部分卵形，以直角自直立部分转折，长约5毫米，下缘有紫色长须毛，前端突然细缩成线形而稍稍向下的喙，与含雄蕊部分等长；
雄蕊花丝两对均无毛；
花柱仅微微伸出于喙端。
果黑色，卵状长圆形而扁，包于宿萼内，光滑，端有小凸尖，长13毫米，宽5毫米；
种子多少肾脏形，长约2.6毫米，有蜂窝状孔纹。
花期7-8月。
