西北绢蒿，多年生草本或稍呈半灌木状。
主根明显，细或稍粗；
根状茎稍粗短，具少数短小,一年生的营养枝，枝端密生叶。
茎高40-50厘米，下部半木质，稀近木质化，上部草质，并有少量斜向上长的短的分枝；
营养期茎、枝被灰绿色蛛丝状柔毛，以后毛部分脱落。
叶稍柔弱，两面初时被蛛丝状柔毛，后部分脱落；
茎下部叶长卵形或椭圆状披针形，长3-4厘米，宽0.5-2厘米，二回羽状全裂，每侧有裂片4-5枚，再次羽状全裂，小裂片狭线形，长3-5毫米，宽0.3-0.8毫米，先端钝或尖，叶柄长0.3-0.7厘米；
中部叶（一至）二回羽状全裂，基部有小型假托叶；
上部叶羽状全裂，无柄，基部裂片半抱茎；
苞片叶不分裂，狭线形，稀少羽状全裂。
头状花序长圆形或长卵形，直径1.5-2毫米，无梗，基部有小苞叶，在分枝上排成疏松或密集的穗状花序，并在茎上组成狭长或稍开展的圆锥花序；
总苞片4-5层，外层总苞片小，卵形或狭卵形，中、内层总苞片略长，长卵形、椭圆形或椭圆状披针形，外、中层总苞片背面初时密生灰白色蛛丝状短柔毛，后渐脱落，边缘膜质，内层总苞片半膜质，背面近无毛；
两性花3-6朵，花冠管状，檐部红色或黄色，花药线形，先端附属物披针形或线形，基部具短尖头，花柱短，开花时先端稍叉开，叉端截形并有睫毛。
瘦果倒卵形。
花果期8-10月。