宁夏沙参与其近缘种 A. wawreana、A. potaninii、A. pelyantha 和 A. gmelinii 不同之处在于叶无柄且两面无毛，花冠狭小，花柱稍伸出花冠，花盘无毛，花萼裂片狭小而具一对瘤状齿，茎多支丛生，蒴果细长，种子大。
宁夏沙参的种子黄色，椭圆状，有一条翅状棱，长2毫米。
宁夏沙参的花冠狭钟状，蓝色或蓝紫色。
宁夏沙参的花序无分枝，仅数朵花集成假总状花序，或有细长分枝，集成大的圆锥花序。