蓝花黄芩，多年生草本；
根茎近木质，具纤维状须根。
茎高约30厘米，上升，近地面部分在节上生根，上部直立，稍分枝或不分枝，四棱形，具细纵条纹，不明显4槽，近无毛，常带紫色。
叶近革质，卵圆形或卵圆状披针形，长3-8厘米，宽1.5-3.3厘米，先端钝至渐尖，基部宽楔形，每侧离基部1/3以上有3-4波状浅锯齿，上面亮绿色，下面较淡或染有紫色，两面无毛且具细点或下面沿脉上疏生小柔毛，侧脉3-4对，上面不明显，下面突出；
叶柄长0.8-1.2厘米，两侧压扁，腹面具槽，近无毛，具腺点。
花对生，于茎顶或近茎顶的分枝顶排列成长7-17厘米的总状花序；
花梗长约4毫米，与序轴均密被短柔毛；
苞片长菱形，细小，长2毫米，被短柔毛。
花萼于花时长3毫米，外被短柔毛及腺点，盾片开张，半圆形，高达2毫米，果时萼长约4毫米。
花冠蓝色，长2.5厘米，外被具腺微柔毛；
冠筒长约2厘米，前方基部曲膝状，中部以上渐宽，至喉部宽达6毫米，内面近基部具柔毛；
冠檐2唇形，上唇三角状卵圆形，宽8毫米，下唇近圆形，径4.5毫米，先端微凹，两侧裂片卵圆形，宽3毫米。
雄蕊4，二强；
花丝扁平， 中部以下被纤毛。
花盘肥厚，前方膨大；
子房柄短。
花柱细长。
子房光滑。
小坚果具瘤。
花期8-9月；
果期10-11月。
