长根马先蒿，多年生草本，高升，高者可达1米左右，低者则仅20厘米，干时不变黑，稍有毛。
根颈粗短，生有膜质鳞片，向下发出成丛的长根，多者达10余条，粗细不等，多少肉质而纺锤形，长者可达15厘米，粗者径达5毫米，细者几为丝状。
茎单条或二三条，圆筒形而中空，粗者径达6毫米，略有条纹，直立，不分枝，有成行的白色短毛，在花序中较密。
叶互生，基生者成丛，至果期中多枯死，极大，其大者连柄长达45厘米，一般仅10余厘米，柄长者达27厘米，一般较短，叶片狭披针形，羽状全裂，长者达25厘米，宽达6厘米，一般较小很多，裂片多者达25对，披针形，羽状深裂，长可达3厘米，宽达15毫米，有胼胝质凸头的锯齿，茎叶向上渐小而柄渐短，成为苞片。
花序长穗状而疏，长亦可达20厘米以上；
苞片下部者叶状，上部者三裂，中裂披针形有锯齿，侧裂很小而齿状；
萼有疏长毛，钟形，前方稍稍开裂，膜质，长达13毫米，主脉5条，其伸入左右两侧方的2个萼齿中者互相靠近，沿主脉两旁有斜伸的极短支脉，但主脉间 则膜质而无网结，齿5枚，极短，其左右两方的齿两两相并成1大齿状，齿端锥形，有缘毛；
花冠黄色，管长13-16毫米，盔直立部分长6毫米，向上校粗并向前镰状弓曲成为含有雄蕊的部分，长达8毫米，宽4-5毫米，端渐尖，作斜截形而成长3毫米明显的短喙，端2裂，裂片作齿状；
下唇约与盔等长，无缘毛，有褶襞两条，通向花喉，内面基部有毛，前方3裂，裂片多少倒卵形，侧裂偏斜，大于中裂1倍，缘均有啮痕状齿；
花丝着生处有疏毛，前方1对有毛。
蒴果长10-11毫米，大者长达1 5毫米，熟时黑色。
前端狭而多少偏弯向前，具有凸尖；
种子长卵形，有种阜，外面有明显的网纹。
