鹤首马先蒿，多年生草本，高15-40厘米，干后略变黑色，草质或在粗壮的植株中老时多少木质化。
根茎细长，节上生有小丛须状根，有时有多少带有纺缍形而肉质膨大之枝。
茎常多条从根茎上发出，有时单一，简单或更多分枝者，在下部分枝的植株中其侧茎常倾卧而后上升，下部节上生有细根，多少有毛。
叶互生，有短柄，常稀疏；
叶片多少卵状长圆形，长达20毫米，宽8毫米，羽状深裂或几全裂，两面均有毛，背面略较密，裂片5-10对，多少长圆形，缘多向背面反卷，有具刺尖的缺刻状重锯齿，齿更有胼胝。
花生于茎枝上部叶腋中，疏距，仅近端处有时集成亚头状；
花梗长5-16毫米，多少纤细，被有短柔毛；
萼膜质，长7-10毫米，圆筒形至卵状圆筒形，密被锈色之毛，脉10条，5主5次，并有网结，前方开裂约1/3至一半，齿5枚，后方1枚较小，3-5裂，其余者约相等，广卵形至圆形，基部稍有柄，边缘有三角形锯齿而常强烈反卷；
花冠红色至紫红色，长约15-20毫米，花管长约7-10毫米，直立，上部不扩大。
盔的直立部分长约5-6毫米，前缘有一对三角形的齿，顶端约以直角向前转折，额部高凸，额下突然细缩成为一伸长而多少向下弓曲的喙，长约5毫米，其盔部全形极似朱鹭(Ibis)的头部，其背部多少被有短毛，下唇长于盔，长约10毫米，宽约16毫米，中裂较小，倒卵形而端微凹，不与侧裂相迭，后者较大而半圆形，无缘毛；
雄蕊花丝两对皆密被长柔毛，后方1对较疏；
花柱稍稍伸出。
蒴果卵圆形，长约10-12毫米，宽约5-6毫米，端有偏指的小凸尖。
花期8-10月；
果期9-10月。
