万叶马先蒿，一年生草本，干时不变黑色。
根圆锥状而细，近端处有分枝，长仅2厘米。
茎单一，高达40厘米，自基部分枝，亦常在上部分枝，枝短于茎甚多，均圆形，有细条纹，及细毛线4条，节不计花序亦多至7枚，节简长2厘米左右。
叶基出者早枯，茎叶4 枚轮生，间有在下部与上部3枚轮生或对生者，有短柄，柄长达1厘米左右，在上叶中较短；
叶片披针状长圆形，羽状全裂，长约3厘米，宽1厘米，裂片线状披针形，10-13对，自身亦作羽状深裂，小裂片约5对，有少数锯齿，两面均无毛。
花序顶生于茎枝，穗状，下部花轮有时有简断；
苞片下部者叶状，中部者基部竟卵形膨大，无色而有长缘毛，上半部缘色而草质，羽状全裂，近花序顶部者基部愈大而顶片愈小；
花梗在果中伸长达2.5毫米，有自萼上延下的翅，翅上竟而下渐狭；
萼长达7毫米，外面完全光滑，脉10条，5主5次，前者较粗，前方开裂至1/3，齿三角形，几全缘，略不等，内面沿缘有毛，但不甚密；
花冠玫瑰色，管在萼内完全伸直，在萼上而本身近端处向前上方膝屈，下段长约7毫米，上段长略多于2毫米，向喉部扩大，下唇长约5毫米，宽约相等，基部楔形，3裂，中裂小于侧裂，圆形，盔与管的上段同其指向，甚宽于管，长至额顶约7毫米，宽2-2.5毫米，背线至近顶处以钝圆徐转为额，再向前下方而与同样转向前上方之前缘祖成三角形的短喙，自背线至喙端约4.5毫米；
雄蕊着生花管中部，花丝前方一对有长柔毛，后方一对几无毛；
花柱不伸出。
蒴果披针状卵形，基部宽7毫米，前部渐狭而弯指前方，有凸尖，全长达15毫米；
种子长2毫米，宽0.75毫米，略作三稜状，有清晰的网纹，浅褐色。
