北捕虫堇，多年生草本。
根多数，粗0.1-0.2毫米。
叶2-5，基生呈莲座状，脆嫩多汁，干时膜质；
叶片卵圆形至椭圆形，长0.5-1(-1.5)厘米，宽0.4-0.8厘米，边缘全缘并内卷，顶端圆形，基部宽楔形，下延成鞘状短柄，上面密生分泌粘液的腺毛，背面无毛，两面淡绿色；
侧脉不明显，每边4-5条。
花单生。
花梗1-2条，直立，长2.5-8厘米，粗0.4-1毫米，顶端常弯曲，密被开展的腺状短柔毛。
花萼2深裂，外面散生腺状短柔毛；
上唇3浅裂，裂片卵形，长1-2毫米，下唇2浅裂，裂片卵状披针形，长0.5-1毫米。
花冠长6-11毫米，淡紫色，喉部具黄色条纹；
上唇2浅裂，裂片长圆形，顶端钝形，长2-2.5毫米，宽1.8-2.2毫米，下唇不等3浅裂，中裂片较大，长圆形，顶端截形，长2.5-3毫米，宽2-2.5毫米，侧裂片长圆形，长2.4-2.8毫米，宽1.8-2.4毫米；
筒漏斗状，长2.5-3毫米，口直径2-2.5毫米，外面无毛，内面散生白色短柔毛；
距狭圆柱状，长2.5-3.5毫米，中部粗1.5-2毫米，顶端圆钝，伸直。
雄蕊无毛；
花丝线形，长1-1.2毫米，弯曲；
药室于顶端汇合。
子房球形，直径1.2-1.5毫米；
花柱极短；
柱头下唇半圆形，长约0.5毫米，边缘具流苏，上唇极短，钝形。
蒴果卵球形，长5-6毫米，室背开裂。
种子多数，细小，长椭圆球形；
种皮无毛，具网状突起，网格纵向延长。
花期6-8月，果期8-10月。