黄芩，多年生草本；
根茎肥厚，肉质，径达2厘米，伸长而分枝。
茎基部伏地，上升，高（15）30-120厘米，基部径2.5-3毫米，钝四棱形，具细条纹，近无毛或被上曲至开展的微柔毛，绿色或带紫色，自基部多分枝。
叶坚纸质，披针形至线状披针形，长1.5-4.5厘米，宽（0.3）0.5-1.2厘米，顶端钝，基部圆形，全缘，上面暗绿色，无毛或疏被贴生至开展的微柔毛，下面色较淡，无毛或沿中脉疏被微柔毛，密被下陷的腺点，侧脉4对，与中脉上面下陷下面凸出；
叶柄短，长2毫米，腹凹背凸，被微柔毛。
花序在茎及枝上顶生，总状，长7-15厘米，常再于茎顶聚成圆锥花序；
花梗长3毫米，与序轴均被微柔毛；
苞片下部者似叶，上部者远较小，卵圆状披针形至披针形，长4-11毫米，近于无毛。
花萼开花时长4毫米，盾片高1.5毫米，外面密被微柔毛，萼缘被疏柔毛，内面无毛，果时花萼长5毫米，有高4毫米的盾片。
花冠紫、紫红至蓝色，长2.3-3厘米，外面密被具腺短柔毛，内面在囊状膨大处被短柔毛；
冠筒近基部明显膝曲，中部径1.5毫米，至喉部宽达6毫米；
冠檐2唇形，上唇盔状，先端微缺，下唇中裂片三角状卵圆形，宽7.5毫米，两侧裂片向上唇靠合。
雄蕊4，稍露出，前对较长，具半药，退化半药不明显，后对较短，具全药，药室裂口具白色髯毛，背部具泡状毛；
花丝扁平，中部以下前对在内侧后对在两侧被小疏柔毛。
花柱细长，先端锐尖，微裂。
花盘环状，高0.75毫米，前方稍增大，后方延伸成极短子房柄。
子房褐色，无毛。
小坚果卵球形，高1.5毫米，径1毫米，黑褐色，具瘤，腹面近基部具果脐。
花期7-8月，果期8-9月。
