百花蒿，一年生草本，具粗壮纺锤形的根。
茎高40厘米，分枝，有纵条纹，被绢状柔毛。
叶线形，无柄，长3.5-10厘米，宽2.5-4毫米，具3脉，两面被疏柔毛，顶端渐尖，基部有2-3对羽状裂片，裂片条形，平展。
头状花序半球形，下垂，直径8-20毫米，有长3-5厘米的梗，多数头状花序排成疏松伞房花序；
总苞片外层3-4枚，草质，有膜质边缘，中内层卵形或宽倒卵形，宽约5毫米，全部膜质或边缘宽膜质，顶端圆形，背部有长柔毛；
花托半球形，无托毛；
小花极多数，全为两性，结实；
花冠长4毫米，黄色，上部3/4膨大呈宽杯状，直径2毫米，膜质，外面被腺点，檐部5裂；
花药顶端具宽披针形附片；
花柱分枝顶端截形。
瘦近纺锤形，长5-6毫米，有不明显的纵肋，被稠密腺点，无冠状冠毛。
花果期9-10月。
