厚叶翅膜菊，多年生草本，高35-60厘米。
茎直立，粗壮，不分枝或上部有1个长分枝，红紫色，有多数条棱，通常被贴伏的蛛丝状薄绒毛。
基部叶和下部茎叶长椭圆形或长椭圆状披针形，长15-30厘米，宽4-7厘米，羽状浅裂或几半裂，基部渐狭成具翼的长或短叶柄；
侧裂片6-8对，不规则半椭圆形或半圆形，边缘少数三角形或宽三角形齿裂或大锯齿，侧脉粗厚，在齿顶伸出成坚硬的麦秆黄色的骨针状长刺，齿缘有稀疏的细短针刺；
顶裂片长三角形，边缘有稀疏的细短针刺并三角形锯齿，侧脉粗厚，麦秆黄色，在齿顶伸出成骨针状硬针刺。
中部茎叶与下部及基部茎叶同形，但较小，无柄或有短翼柄，基部扩大，半抱茎。
最上部茎叶或接头状花序下部的叶更小，长披针形或线状披针形，长达8厘米，宽达1厘米，边缘有稀疏的大小不等的针刺。
全部茎叶质地坚硬，革质，两面异色，上面绿色，光滑，无毛，下面灰白色，被密厚绒毛。
头状花序单生茎端或植株生两个头状花序，下垂，花序枝粗壮。
总苞钟状，直径5-6厘米。
总苞片多层，多数，中外层质地质坚硬，革质；
外层骨针状，浅黄绿色或浅黄褐色，基部边缘有膜质撕裂的附片，长达3厘米；
中层长三角状披针形，骨针状，长2.5-3厘米，下部或基部边缘膜质附属物流苏状撕裂，最内层线形或线状披针形，长达3厘米，硬膜质，全缘，顶端渐尖。
全部苞片外面或外层苞片基部外面被稠密的黑色的粘伏的长毛。
小花黄色，长2.2厘米，簷部长1.5厘米，5浅裂，裂片长三角形，长2毫米，细管部长7毫米。
瘦果长椭圆形，长6毫米，淡黄白色，有褐色色斑，有多数不明显的细纵条纹，顶端果缘不明显，基底着生面稍偏斜。
冠毛多层，褐色，不等长，内层较长，长达2厘米，顶端稍扩大，外层较短，顶端渐细；
全部冠毛刚毛锯齿状，易脆折，基部连合成环，整体脱落。
花果期7-9月。
