长白柴胡，多年行草本，高70-100厘米。
主根不明显，须根发达，黑褐色。
茎单一，自基部分枝，直径3-4毫米，表面有粗棱条，茎上部略呈之字形弯曲，并再分枝。
基生叶和茎下部的叶披针形或狭椭圆形，近革质；
表面鲜绿色，背面带蓝灰色，长15-20厘米，宽1.6-25毫米，顶端渐尖或略圆有硬尖头，中部以下渐收缩成长而宽扁平的叶柄，抱茎，脉7-9，近弧形，向叶背明显突出；
茎中部的叶一般较宽，广披针形或长圆状椭圆形，长8-14厘米，中部最宽处1.5-3.5毫米，顶端急尖或近圆形，基部楔形或广楔形，有短柄或无柄，脉7-9；
茎上部叶较小，椭圆形，有时稍呈镰刀形，顶端渐尖或圆。
伞形花序颇多，顶生花序比侧生的大得多，直径1.5-5厘米，无总苞或有1-3片，披针形或线形，平展，长1-7毫米，宽0.5-2毫米，顶端锐尖，1-3脉；
伞辐4-13，不等长，长0.6-4毫米，较展开；
小总 苞片5，狭披针形，等大，长25-35毫米，宽0.5-1毫米，顶端锐尖，3脉，比小伞形花序略短或近等长；
小伞形花序直径5-10毫米，花6-14，花柄长2-3毫米；
瓣鲜黄色，扁圆形，质厚，舌片顶端2浅裂；
花柱基淡黄色，厚。
果褐色，短椭圆形，上部平截，长2.8-3.2毫米，阔2-2.2毫米，油管在幼果时很清楚，棱槽中5；
很少4，合生面6-8，但至成熟后油管数目即不十分清楚，有的已消失。
花期7-8月，果期8-9月。
