东北牡蒿，多年生草本。
主根不明显，侧根数枚，斜向下；
根状茎稍粗，短，具数枚营养枝，营养枝长10-25厘米。
茎少数或单生，高40-80(-100)厘米，有纵棱，紫褐色或深褐色，分枝细，短，斜向茎端；
茎、枝初时被微柔毛，后脱落无毛。
叶纸质，初时两面被微毛，后脱落无毛；
营养枝上的叶密生，叶片匙形或楔形，长3-7厘米，宽0.5-1.5厘米，先端圆钝，有数枚浅裂缺，并有密而细的锯齿，基部渐狭，无柄；
茎下部叶倒卵形或倒卵状匙形，5深裂或为不规则的裂齿，无柄，花期凋谢；
中部叶倒卵形或椭圆状倒卵形，长2.5-3.5厘米，宽2-3厘米，一（至二）回羽状或偶成掌状式的全裂或深裂，每侧有裂片1-2枚，裂片狭匙形或倒披针形，长1-2厘米，宽2-3毫米，每裂片具3浅裂齿或无裂齿，叶基部有小形的假托叶；
上部叶宽楔形或椭圆状倒卵形；
先端常有不规则的3-5全裂或深裂片；
苞片叶披针形或椭圆状披针形，不分裂。
头状花序近球形或宽卵球形，直径1.5-2毫米，具短梗及小苞叶，下垂或斜展，在细的分枝上排成穗状花序式的总状花序或复总状花序，并在茎上组成狭而长的圆锥花序；
总苞片3-4层，外层总苞片略小，披针形或狭卵形，中层总苞片长卵形，外、中层总苞片背面绿色，无毛，边宽膜质，内层总苞片长卵形，半膜质；
雌花4-8朵，花冠狭圆锥状或狭管状，檐部具2裂齿，花柱长，伸出花冠外，先端2叉，叉端尖；
两性花6-10朵，不孕育，花冠管状，花药线形，先端附属物尖，长三角形，基部钝，花柱短，先端稍膨大，2裂不叉开，退化子房不明显。
瘦果倒卵形或卵形。
花果期8-10月。
