镰叶碱蓬，一年生草本，高20-50厘米。
茎直立，通常多分枝，苍白色或黄白色，无毛及色条，下部圆柱状，上部具微条棱。
叶条形，圆柱状，长7-15毫米，粗1.5-2毫米，通常蓝绿色，向上呈镰刀状弯曲，先端钝，基部微收缩；
枝上部的叶较短，广椭圆形至近圆形。
团伞花序含4-12花或更多，于枝上部集成有间断的穗状圆锥状花序；
花两性，有时兼有雌性；
花被星状，直径1.5-2毫米；
花被裂片卵形，不等大，果时基部向外延伸成角状或三角状突起；
小苞片卵形或倒卵形，顶缘有微齿；
雄蕊5，花药宽椭圆形，长约0.3毫米；
柱头2，黑褐色，花柱不明显。
种子横生或斜生，卵形，稍压扁，长约1毫米，宽约0.8、毫米，红褐色至黑色，有光泽，具细微网纹。
花期6-7月，果期8-9月。