直花水苏，劲直多年生草本；
根茎不肥大，匍匐，自节上生出纤维状须根。
茎直立，高30-60厘米，四稜形，具四槽，有倒向的疏柔毛，在上部间杂有具腺微柔毛，纤弱，少分枝或不分枝。
茎生叶三角状卵圆心形，长3-5厘米，宽2-3厘米，先端锐尖，基部心形，边缘有规则的圆齿，上面绿色，略具皱纹，密被绢质小疏柔毛，下面灰绿色，密被疏柔毛，侧脉4-5，在上面稍凹陷，下面略显著，叶柄长0.7-1.5厘米，扁平，腹面具浅槽，密被疏柔毛；
苞叶渐变小，三角状长圆形或卵圆形，先端锐尖，基部浅心形、截形或近圆形，具短柄或近于无柄，毛被同茎叶。
轮伞花序2-6花，远离，在茎端者彼此靠近，其下承以少数苞片；
苞片线形，短小，长约2毫米，密被疏柔毛；
花梗极短或近于无，长不及1毫米。
花萼在开花时连齿长7毫米，钟状，外面被疏柔毛及腺点，常在萼齿上有具腺微柔毛，内面在齿上被小疏柔毛，余部无毛，10脉，居间脉不明显，齿5，近等大，卵圆状披针形，长约3毫米，先端具刺尖的尖头，明显向外反折。
花冠粉红色，长约1.2厘米，冠筒长9毫米，外面疏被微柔毛，前方在毛环上呈囊状增大，内面近基部1/3处有多少明显而斜向的微柔毛毛环，冠檐二唇形，上唇直立，卵圆形，长约3.5毫米，全缘，下唇平展，长4毫米，宽5毫米，3裂，中裂片最大，倒梯形，先端微缺，侧裂片卵圆形，宽1.5毫米。
雄蕊4，前对稍伸长，均延伸至上唇片中部，伸出花冠筒不多，花丝丝状，被微柔毛，先端略增大，花药卵圆形，2室，室极叉开。
花盘倾斜，杯状，前裂片稍伸长。
花柱丝状，稍超出于雄蕊，先端近相等2浅裂，裂片钻形。
子房深褐色，无毛。
花期6-7月。