三念薹草，根状茎木质，具匍匐枝。
秆丛生，侧生，高40-60厘米，粗约1毫米，三棱形，光滑，基部具褐色的叶鞘。
叶基生和秆生；
基生叶长于秆，数枚一束，形成一较高的分蘖枝；
叶片禾叶状，平张，宽5-7毫米，两面光滑，边缘全缘或粗糙，基部为褐色的宿存叶鞘所包；
秆生叶退化呈佛焰苞状，褐色，初时疏被短柔毛，后变光滑。
苞片佛焰苞状，与秆生叶近同型，但顶端具线形苞叶，短于支花序。
圆锥花序复出，长6-10厘米，具3-6个支花序；
支花序近伞房状，轮廓为宽卵形，长约2厘米，宽2-3厘米，单生或双生，具3-10个小穗；
支花序柄柔弱，长3-5.5厘米，微粗糙；
支花序轴锐三棱形，初时密被短粗毛，后变光滑；
小苞片鳞片状，披针形，长2.5-3毫米，中间淡绿色，有褐色斑点，两侧褐色，疏被短柔毛。
小穗斜展至横展，长10-15毫米，两性，雄雌顺序；
雄花部分圆柱形，长于雌花部分；
雌花部分具3-9朵花。
雄花鳞片披针形，长3-3.5毫米，顶端渐尖，淡绿色，密生褐色斑点和短线，具1条中脉；
雌花鳞片卵状披针形，长2.5-3毫米，顶端急尖，无短尖，膜质，淡褐色，密生褐色斑点和短线，疏被短柔毛，后近无毛，边缘疏生纤毛，有1条中脉。
果囊椭圆形或宽椭圆形，钝三棱形，长3.5-4毫米，纸质，褐色，无毛，具数条细脉，上部收缩成长喙，喙与囊体近等长，喙口微具2齿。
小坚果椭圆形或宽椭圆形，三棱形，长1.5-2毫米；
花柱基部增粗，柱头3个。
果期4月。