三叶鼠尾草，多年生草本；
根肥厚，朱红色，长锥形，长3-10厘米，径3-5毫米。
茎直立，高30-60厘米，钝四稜形，具槽，被长柔毛。
叶有单叶及三出羽状复叶，稀为具5小叶的复叶；
下部茎叶常为三出叶，具长柄，柄长5-7厘米，扁平，被长柔毛，顶生小叶卵圆形或椭圆状心形，长5-6厘米，宽4-5厘米，先端钝，基部心形或截形，边缘具圆齿，上面被密而贴生的刚毛，下面沿脉上被疏柔毛，余部散布淡黄色腺点，小叶柄长0.8-3厘米，侧生小叶较小，卵圆形或圆状卵圆形，长1-4厘米，宽0.5-2.8厘米，小叶柄也较短，毛被与顶生小叶相同；
上部茎叶为单叶或三出小叶，单叶者与顶生小叶相似。
轮伞花序2花，疏离，组成顶生总状花序或总状圆锥花序；
苞片小，披针形或狭卵圆形，长5-12毫米，宽1-3毫米，先端钝，基部宽楔形，全缘，被疏柔毛及具腺的缘毛；
花梗长约3毫米，与花序轴密被长柔毛及具腺短柔毛。
花萼钟形，长10-11毫米，外被具腺长柔毛，内面被微硬伏毛，二唇形，裂至花萼全长约1/4，上唇长2.5毫米，宽6毫米，先端浅裂成3小齿，齿宽三角形，先端钝，下唇与上唇等长，深裂成2齿，齿三角形，先端锐尖或近锐尖。
花冠蓝紫色，带有黄色斑点，冠筒长约2厘米，基部圆筒形，伸出萼外突然膨大，外面近无毛或略被短柔毛，内面近基部无明显的毛环，冠檐二唇形，上唇盔状，斜伸，长约9毫米，外被短柔毛，下唇较长，外面近无毛，3裂，中裂片横向椭圆形或近圆形，长5毫米，宽9毫米，先端微凹，边缘波状，侧裂片斜三角形，先端钝，宽约2毫米。
能育雄蕊2，伸至上唇内，花丝长5毫米，药隔长8毫米，弯成弧形，上下臂近等长或上臂稍长，下臂扁而粗，有退化药室，二退化药室顶端联合。
退化雄蕊极小，棒状。
花柱外伸，长约2.3厘米，先端不相等2裂，后裂片稍短。
花盘近平顶。
小坚果长椭圆形，暗棕色，无毛。
花期7-9月。
