唐古特延胡索，块茎长圆形，长约1-1.5厘米，宽约8毫米基部不分裂或2裂，具簇生的须根。
茎近直立，高8-12厘米，下部具2-3鳞片，中部至上部密具（3-）4-5叶，叶腋常具退化的小枝或叶。
叶具长柄，基部鞘状宽展，叶片上面绿色，下面苍白色，三出，小叶三深裂，顶生的具短柄。
总状花序不高出叶，密具3-4花；
花序轴短，长0.5-3厘米。
苞片卵圆形至倒卵形，约长6毫米，宽4毫米。
花梗长3-4毫米；
花浅蓝色，平展。
外花瓣近急尖，无鸡冠状突起或极不明显。
上花瓣长1.5-1.8厘米，距直或末端稍下弯，长8-10毫米；
蜜腺体占距长的2/3至3/4，末端圆钝。
下花瓣长7-10厘米，微具囊。
内花瓣长约6-7毫米。
柱头小，顶端2裂。
蒴果俯垂，倒卵形，长8-10毫米，宽3-4毫米，具1.5毫米长的花柱。
