巍山黄芩，多年生草本。
茎直立，柔弱，锐四棱形，棱上具宽0.25毫米的翅，在节上有白色髯毛余部无毛，常带紫色；
节间伸长，茎中部者长约5.5-6厘米。
茎叶三角状卵圆形，长1.5-3厘米，宽1.2-1.8厘米，先端锐尖，基部楔形至心形，通常边缘具3-5对不整齐锯齿，上面全部下面仅沿脉上极疏生白色短柔毛，上面绿色，下面较淡但常染紫色，侧脉3对，与中脉在上面凹陷下面隆起；
叶柄长3-5毫米，紫色，被短柔毛；
苞叶与茎叶同形，细小，长0.5-0.7厘米，常具1对圆齿，具短柄。
花着生于短侧枝（长3-7厘米）及茎顶的苞叶腋内，远离，组成总状花序；
花梗长3毫米，被短柔毛，近基部有成对长0.5毫米的锥形小苞片。
花萼长4毫米，外面沿脉上及边缘具短柔毛，盾片高2毫米。
花冠紫红色，长达2厘米，外面密被白色具腺短柔毛；
冠筒短粗至直仲，后者纤细，基部微囊大，宽2毫米，至喉部扩大，长6毫米；
冠檐2唇形，上唇直伸，短小，盔状，短2裂，下唇中裂片宽大，宽达8毫米，复有4浅裂。
雄蕊4，前对稍长，均内藏。
花柱先端锐尖，微裂。
花盘前方指状突起，后方明显延伸长0.5毫米的子房柄。
子房4裂，裂片等大。