海南黄芩，多年生草本；
根茎木质，具纤维状须根。
茎高60厘米，基部近木质，具纤维状不定根，上升，具1-2直立的分枝，与枝条均钝四棱形，无槽，具细纵条纹，密被微柔毛，节间在茎下部者比叶长，在茎中部及上部者与叶等长或比叶短。
叶近革质，宽卵圆形至近圆形，长2.5-5厘米，宽1.8-4.3厘米，先端钝或急尖，基部圆形、宽楔形至浅心形，每侧离基部1/3以上有4-6波状圆齿至全缘，上面深绿色，疏被极细微柔毛，下面淡绿色，常带紫色，密被微柔毛，侧脉3对，上面凹陷，下面突出且带白色，均延伸至齿尖，第三次脉在下面多少突出；
叶柄长6-9毫米，密被微柔毛，常带紫色，腹面具槽，背面凸起。
花对生，于茎或分枝顶排列成长约6厘米的总状花序；
花梗长约4毫米，与序轴均密被短柔毛；
苞片卵状披针形，长3-5毫米，无柄，密被短柔毛，先端锐尖。
花萼于花时长约2.8毫米，外密被微柔毛，内面无毛，盾片开展，半圆形，高约2.2毫米。
花冠乳白色，长约2厘米，冠筒长1.6厘米，前方基部曲膝状，中部以上渐宽，喉部宽达7毫米，外面被微柔毛，内面在离基部1/4处具柔毛；
冠檐外被微柔毛，2唇形，上唇直伸，宽三角状卵圆形，宽约5.5毫米，先端钝而微凹，基部略收缩，下唇中裂片平展，卵状圆形，基部宽5毫米，先端微凹，两侧裂片卵圆形，宽3毫米。
雄蕊4，强；
花丝扁平，中部以下被纤毛。
花盘肥厚，前方膨大；
子房柄极短。
花柱细长，无毛。
子房光滑。
小坚果未详。
花期10月。
