细花黄芩，根茎直伸，密生须根。
茎直立，钝四棱形，浅四槽，密被蜷曲疏柔毛，不分枝，下部常无叶，上部具叶。
叶具柄，柄长0.8-2.3（3）厘米，自两侧扁平，具白色蜷曲疏柔毛；
叶片卵圆形，长3-7厘米，宽1.5-4.5厘米，先端锐尖，基部偏心形，边缘具整齐圆齿状粗锯齿，薄纸质，上面绿色，散布疏柔毛，下面较淡，密被疏柔毛，侧脉4-5对，基部一对发达，在叶缘之内网结，与中脉在上面微凹下面凸起。
花序总状，顶生及腋生，长2.5-7厘米，腋生者均在茎中部以上，花序下部常具1-2对较小的正常叶；
花梗长3毫米，与序轴密被具腺疏柔毛；
苞片线形，具柄，长2毫米，被疏柔毛。
花萼果时长4毫米，被具腺疏柔毛，盾片高2毫米。
小坚果黑色，卵球形，长2毫米，宽0.5毫米，具瘤突，腹面近基部具果脐。
果期7-8月。