厚棉紫菀,多年生草本,根状茎横走或斜升,粗壮,多分枝,被厚棉毛,后脱毛。
匍枝细长,有线形的叶和丛生的茎及莲座状叶丛。
茎直立或斜升,高4-10厘米,不分枝,与叶两面同样被长达3毫米的密棉毛,基部为枯叶柄所围裹。
下部叶与莲座状叶匙形或线状匙形,长1-5厘米,宽0.4-0.8厘米,下部渐狭成长柄,具不显露的三出脉;
中部叶长圆状匙形或匙形,长达3厘米,宽达0.7厘米,较疏生;
上部叶线形,常围裹总苞。
头状花序径达4.5厘米,单生于茎端。
总苞宽钟状,长约1.3厘米,径达2.5厘米;
总苞片3层,外层长圆披针形,长达1.2厘米,宽约2毫米,渐尖,外面被厚棉毛,内面深绿色,仅上部被疏棉毛,质薄,有3脉及副脉;
内层线状披针形,长8-9毫米,宽0.7-1毫米,仅上部被棉毛。
舌状花达40余个;
管部长3毫米,上部有疏毛;
舌片深蓝色,长10-16毫米,宽约3毫米,有4脉。
管状花橙色,管部长2毫米,上部或仅裂片被长达1.4毫米的灰白色密毛,裂片长约1毫米;
花药基部有小尖头;
花柱附片长0.5毫米,披针形。
冠毛污白色或带红褐色,长达7.5毫米,有多数近等长和外层较短的微糙毛。
瘦果扁,狭长圆形,长3毫米,宽0.8毫米,两面各有1肋,被密绢毛。