展毛黄芩，多年生半灌木，高10-15（20）厘米；
根茎木质，径达7毫米，平卧，极分枝，褐色。
茎多数，斜上升，弯曲，钝四棱形，密被平展疏柔毛及短柔毛，绿色或带紫色。
叶片卵圆形，长（0.7）1.3-2厘米，宽（0.4）0.8-1.5厘米，先端钝头，基部宽楔形，边缘每侧具2-5不等大的圆锯齿，齿自下向上渐大，钝头，上面绿色，疏被伏贴疏柔毛，下面色较淡，沿脉上疏被短柔毛，余部近无毛但具腺点，侧脉2-4对，与中脉在上面凹陷下面凸出；
叶柄长0.5-1.7厘米，下部者最长，向上渐短，背腹扁平，密被平展疏柔毛。
花序开花时长2.5-3厘米；
苞片卵圆形至宽倒卵圆形，最下部者长达1.7厘米，宽达1.2厘米，下部者边缘在中部以上常具2-3齿，上部者全缘，先端短渐尖，纵脉多少凸起，边缘及脉上多少密被平展疏柔毛及多数具短柄腺毛，余部近无毛，但具腺点，淡绿色或带紫色；
花梗长约3毫米，扁平，与序轴密被平展疏柔毛及具柄腺毛。
花萼开花时长2毫米，密被疏柔毛及具短柄腺毛，盾片高3毫米，果时花萼长4毫米，盾片高3.5毫米。
花冠长约3厘米，淡黄色，带紫斑，外被短柔毛及具柄腺毛；
冠筒基部膝曲，宽约1.5毫米，向上渐宽，至喉部宽达6毫米；
冠檐2唇形，上唇盔状，宽6毫米，先端微缺，下唇中裂片宽卵圆形，宽约1厘米，先端微缺，2侧裂片短小，卵圆形，宽3毫米。
雄蕊4，均内藏，前对较长，具能育半药，后对较短，具全药，药室裂口具髯毛，花丝前对内侧后对两侧中部被短柔毛。
花柱细长，先端锐尖，微裂。
花盘前方呈指状隆起，后方延伸成短子房柄。
子房4裂，裂片等大。
成熟小坚果三棱状卵球形，长1.25毫米，宽1毫米，腹面基部具小果脐，被白色绒毛。
花期6-8月，果期7-9月。