针刺矢车菊，二年生草本，高20-100厘米。
根直伸。
茎直立，自中部以上或中部以下分枝，分枝开展，全部茎枝灰绿色；
被稀疏的多细胞节毛。
基生叶大头羽状深裂至大头羽状全裂，有叶柄，但早落；
中部茎叶羽状深裂至全裂，无叶柄；
侧裂片约4对，全部侧裂片长椭圆形、倒披针形或线状倒披针形，顶端圆形、钝或急尖，顶端有软骨质小尖头，边缘有不明显的细尖齿；
向上的叶渐小，接头状花序下部的叶常不裂，长椭圆形、披针形、披针形、倒披针形或长椭圆状倒披针形，边缘有锯齿。
全部叶两面绿色，两面被稀疏的糙毛及柔毛和头状无柄的小腺点。
头状花序含多数小花，多数生茎枝顶端，但不形成明显的伞房花序或伞房圆锥花序式排列。
总苞卵形或卵球形，直径1-1.8厘米。
总苞片6-7层，绿色或黄绿色，外层与中层卵形，宽卵形至卵状椭圆形，长5-7毫米，宽4-8毫米，边缘白色狭或宽膜质，顶端附属物针刺化，针刺3-5掌状分裂，中间的主针刺长，较侧针刺粗而硬，长三角形，长0.3-2厘米，平展，侧针刺通常集中在主针刺的基部，短而细，长0.4-2毫米，全部针刺淡黄色；
内层苞片椭圆形、长椭圆形至宽线形，包括顶端附属物长1-1.5厘米，宽3-6毫米，顶端附属物白色膜质。
小花红色或紫色，边花稍见增大。
瘦果椭圆形，长3-4毫米，宽2毫米，被微柔毛。
冠毛2列，外列数层，向内层渐长，长达2毫米，内列1层，极短，全部冠毛刚毛毛状，边缘锯齿状。
花果期8-9月。
