沼生马先蒿，一年生草本，主根短而渐细，长约3厘米，侧根聚生于根颈周围。
茎直立，坚挺或多少弯曲，高45-60厘米，无毛，棕黄色或棕褐色，有光泽，多分枝，小枝斜伸向上，劲直，互生或有时假对生乃至假轮生。
叶几无柄，亚对生或对生，偶有轮生现象，长1-3厘米，基部最宽6-7毫米，三角状披针形，先端渐尖，在着生处有长毛，背面有疏毛，羽状全裂，叶轴上部具狭翅，裂片线形或斜三角状披针形，近基者最长，向端者渐短，边缘有小裂片或锯齿，齿有胼胝，常因反卷而转至背面。
花序总状，生于茎枝之顶，花小，有长约1毫米的短梗，花梗着生处有长毛；
苞片叶状，羽状分裂或具锯齿，短于花；
萼管状钟形，长5-6毫米，开花后期微膨大，被疏毛，具多条显明的褐色脉纹，2裂，裂深2毫米，裂片边缘具波齿，向外反卷；
花冠紫红色，长13-16毫米，管直立，约比萼筒长一倍或稍不及，无毛，下唇稍长于盔部或近于等长，中裂较侧裂小，倒卵圆形，凸出于侧裂片之前，有缘毛，盔部直立，无喙，前端边缘具有一对小齿；
雄蕊花丝两对均无毛；
柱头常不自盔端伸出。
蒴果卵形，稍扁平，两室不等，长8-9毫米，薄革质，外面棕色，无毛，先端弯向前下方，具小凸尖，基部圆形，大部为宿存被毛的萼筒所包裹，具长1-2毫米的短柄，其着生处之长毛宿存。
花期8月；
果期9月。
