黄根马先蒿，一年生至二年生草本，高可达40余厘米，干时多少变为黑色。
根茎短而细，无毛而紫黑色，发出多条细长的侧根，长达18厘米，外面密被黄褐色伸张之毛。
茎下部圆筒形，粗者达2.2毫米，上部有沟纹，无毛，多分枝，老时稍稍木质化。
叶有柄，柄长达2.5厘米；
叶片卵状长圆形，长者达5.5厘米，羽状全裂至羽状深裂，近基的裂片叶状有小柄，叶前部者多延下于叶轴，每边约4-9枚，自身为羽状半裂至有重锯齿，小裂片每边约3-4枚，亦有重锯齿，齿均有短刺尖，上面有散布的短粗毛，下面无毛，有清晰之网脉。
花对生于叶腋中，有极短之梗；
萼长仅2.5-3毫米，钟形，缘几截形，齿不整齐，5枚，稍稍凸出；
花冠长约17毫米，其管长约9毫米，径约2毫米，喉部扩大，宽达4毫米以上，有细腺毛，下唇长仅稍短于盔，长约6.5毫米，侧裂稍向中部一方弓曲，卵状披针形而略带肾脏形，锐头，中裂等宽而略短，为倒卵形钝头，中裂后方亦有褶襞两条，边缘有长毛，盔强大，宽达3-3.5毫米，长8.5-9毫米，稍向前驼曲，背有相当密的毛，前缘近端处之毛尤长；
雄蕊花丝一对有毛。
花期8月。