厚叶黄芪，多年生草本。
根粗壮，直伸。
茎多数，铺散状，高5-12厘米，无毛，带紫红色，具细条纹。
羽状复叶有13-19片小叶，长4-8厘米；
叶柄长2-4厘米；
托叶膜质，离生，宽卵形或近圆形，长3-6毫米，无毛，带紫色；
小叶近圆形、宽心形或近肾形，长4-14毫米，宽5-15毫米，先端钝圆或微凹，基部近圆形，两面无毛。
总状花序近顶生，生3-5花；
总花梗比叶短，长1-4厘米；
苞片膜质，长圆状卵形，长约5毫米，宽2.5-3毫米，上部带紫色，疏被黑色柔毛或近无毛；
花萼钟状，长5-6毫米，被褐色或黑色柔毛，萼齿披针形，长约2毫米；
花冠青紫色，旗瓣近圆形，长约8毫米，先端钝或微凹，基部渐狭；
翼瓣与旗瓣近等长，瓣片长圆形，先端钝或微凹，基部具短耳，瓣柄与瓣片近等长，龙骨瓣长7-8毫米，瓣片半圆形，瓣柄与瓣片近等长；
子房狭卵形，具短柄，被黑色短柔毛。
荚果宽卵形，带红褐色，长12-14毫米，宽7-8毫米，先端具短喙，基部圆形，近无果颈，被黑色短柔毛，不完全假2室；
种子4颗，肾形，褐色，长约3毫米。
花果期7-8月。