三小叶当归，多年生草本，高40-80厘米。
全株光滑无毛。
根单一，圆柱形，粗大，长达50厘米，径约2.5厘米，土棕色，具细密横纹，有香气。
茎通常单一，有细沟纹。
基生叶及茎生叶为三出式，二至三回羽状复叶，叶柄基部具长卵状叶鞘；
叶片轮廓为阔三角形，长15-30厘米，宽15-20厘米，小叶3-5，宽卵形，长3-6厘米，宽1.5-4厘米，顶端钝圆或渐尖，基部心形至楔形，边缘有不规则的浅齿，齿端有短尖。
复伞形花序，主伞直径6-12厘米，伞辐12-23；
侧伞直径2.5-4厘米，伞辐7-13；
无总苞片；
小伞形花序有花15-25；
小总苞片6-8，披针形，反卷，与花柄近等长；
无萼齿；
花瓣白色或黄绿色，卵形，顶端内折；
花柱基圆盘状，边缘波状，花柱叉开。
果实长卵形。
长0.7-1.1厘米，中部宽4-6毫米；
侧棱翅状，边缘微波状，与果体等宽或略宽；
背棱线形，隆起；
分生果棱槽内有油管1，合生面油管2。
花期，6-7月，果期7-8月。
