黑穗黄芪，多年生草本。
根圆锥形，直径2.5-3.5毫米，淡黄色，分支或不分支。
茎多数丛生，节间短缩，上升，长1-3厘米，无毛。
羽状复叶有13-17片小叶，长4-8厘米；
叶柄长1.5-2厘米，连同叶轴无毛；
托叶中部以下合生或仅基部合生，宽卵形或长圆形至圆形，长3-5毫米，宽约2.5毫米，先端尖，具黑色缘毛；
小叶对生，疏远，宽倒卵形或近心形，长3-8毫米，宽2-5毫米，先端圆形或截形，常微凹，基部楔形，上面无毛，下面连同叶轴、边缘散生白色伏毛；
小叶柄长约0.8毫米。
总状花序腋生；
生多数花，密集，直径约1.2厘米，花序轴长2-4.5厘米；
总花梗花葶状，长12-18厘米，上部连同花序轴被黑褐色开展毛；
苞片狭披针形或狭椭圆形，长4-8毫米，宽达1.5毫米，先端渐尖，近膜质，被黑褐色长柔毛；
花梗长约1毫米，被黑色开展毛；
花萼钟状，长5.5-6毫米，萼筒长3-4毫米，被黑褐色柔毛，萼齿钻形，被黑褐色柔毛，长约3毫米；
花冠紫红色，旗瓣宽倒卵形，长6-7毫米，前缘1/3处宽约3毫米，先端圆形，基部渐狭，瓣柄不显，翼瓣长5-5.5毫米，瓣片狭长圆形或近狭倒卵形，长3-3.5毫米，宽1-1.5毫米，先端钝，基部耳长并向外展，瓣柄长约2.5毫米，龙骨瓣长4-5毫米，瓣片半圆形，长2-2.5毫米，宽约1.5毫米，先端钝，瓣柄长约2毫米；
子房无柄，卵形，被黑褐色柔毛，花柱短钩形。
荚果圆形或卵形，长4-5毫米，宽约2.5毫米，被黑褐色长柔毛，1室，含2颗种子。
花期7-8月，果期8-9月。