贺兰山玄参，多年生草本，高达40厘米，根久后呈条状撕裂，粗达5毫米。
茎分枝或不分枝，生短腺毛，中空或基部稍木质化，基部各节具鳞片状叶。
叶柄长达1.3厘米，略有微翅；
叶片薄，卵状椭圆形至卵状披针形，长3-8厘米，宽3-5厘米，基部骤狭成柄，两边几相等或不相等，有不整齐大重锯齿。
花序短穗状或几呈头状，长2-8厘米，具2-4节，每节具对生聚伞花序，花密；
总梗和花梗均很短；
花萼密被短腺毛，长4.5毫米，裂片宽矩圆形或宽椭圆形，顶端钝或圆；
花冠黄色，长10-15毫米，外面有短腺毛，花冠筒几不膨大，向前弯，喉部微微收缩，上唇长于下唇约2.5毫米，裂片扁圆形，边缘相互重叠，下唇侧裂片短于上唇2-3倍，中裂片更小；
雄蕊稍短于下唇，退化雄蕊条状楔形；
花柱长于子房2倍有余；
蒴果宽卵形，连同短喙长约10毫米。
花期5-6月，果期7-8月。
