牛尾蒿，半灌木状草本。
主根木质，稍粗长，垂直，侧根多；
根状茎粗短，直径0.5-2厘米，有营养枝。
茎多数或少数，丛生，直立或斜向上，高80-120厘米，基部木质，纵棱明显，紫褐色或绿褐色，分枝多，开展，枝长15-35厘米或更长，常呈屈曲延伸；
茎、枝幼时被短柔毛，后渐稀疏或无毛。
叶厚纸质或纸质，叶面微有短柔毛，背面毛密，宿存；
基生叶与茎下部叶大，卵形或长圆形，羽状5深裂，有时裂片上还有1-2枚小裂片，无柄，花期叶凋谢；
中部叶卵形，长5-12厘米，宽3-7厘米，羽状5深裂，裂片椭圆状披针形、长圆状披针形或披针形，长3-8厘米，宽5-12毫米，先端尖，边缘无裂齿，基部渐狭，楔形，成柄状，有小型、披针形或线形的假托叶；
上部叶与苞片叶指状3深裂或不分裂，裂片或不分裂的苞片叶椭圆状披针形或披针形。
头状花序多数，宽卵球形或球形，直径1.5-2毫米，有短梗或近无梗，基部有小苞叶，在分枝的小枝上排成穗状花序或穗状花序状的总状花序，而在分枝上排成复总状花序，在茎上组成开展、具多级分枝大型的圆锥花序；
总苞片3-4层，外层总苞片略短小，外、中层总苞片卵形、长卵形，背面无毛，有绿色中肋，边膜质，内层总苞片半膜质；
雌花6-8朵，花冠狭小，略呈圆锥形，檐部具2裂齿，花柱伸出花冠外甚长，光端2叉，叉端尖；
两性花2-10朵，不孕育，花冠管状，花药线形，先端附属物尖，长三角形，基部圆钝，花柱短，先端稍膨大，2裂，不叉开。
瘦果小，长圆形或倒卵形。
花果期8-10月。
