大炮马先蒿，多年生草本，高达6厘米，干时不变黑色。
根茎短，下方发出丛根，圆柱形而细，长达5厘米，根颈被有枯死的老茎与叶柄，及若干卵形至披针形膜质鳞片。
茎丛生，极短，长几不及1厘米或几无有。
叶基生与茎生集成密丛，叶柄长8-22毫米，薄而扁平，两侧有宽翅，无毛；
叶片椭圆状卵形至长圆形。
两面无毛，下面网脉清晰，长约1厘米左右，宽4.5-7毫米，羽状全裂，轴有狭翅，裂片4-6对，卵形，基部狭，自身亦为羽状开裂或有粗锯齿，齿有长刺尖。
花有梗，梗有时直接从基叶腋中发出，有时则 短茎的叶腋中发出，在后一情况中有时与茎叶均亚对生，长达1厘米，黑色有微毛；
萼圆筒状钟形，几无毛，边有缘毛，管长5毫米，前方开裂至1/3以上，薄膜质透明。
主脉5条，细而清晰，次脉数不定，约6-7条，在近萼齿处有极疏网脉，齿5枚，后方1枚中大，前侧两枚最小，后侧两枚最大，均自三角形膜质基部向上渐细，除后侧两枚叶状膨大有粗锯齿外其余几不膨大，仅略有细齿；
花冠紫红色，管长25毫米，外面有疏毛，盔直立部分前缘约高5毫米，在近端处两边各有耳状凸起1枚，端约以45°角转向前上方成为很粗壮的合有雄蕊部分，长达5毫米，宽达3.5毫米，额斜下而稍稍凸起，前方多少骤细成为转指向前方或稍偏下方的直喙，喙长约4毫米，端斜截形，微微开裂；
雄蕊花丝两对均有毛，前方1对较密。
