圆球龙胆，一年生草本，高1.5-2.5厘米。
茎直立，下部单一，完全裸露无叶，具条棱，表皮易剥落，上部节间极短缩，密集着叶和多数小枝，聚呈头状，大部分包围于叶丛中。
叶革质，密集，覆瓦状排列，先端圆形或钝，具短小尖头，边缘厚软骨质，平滑，两面光滑，中脉软骨质，在下面呈脊状突起；
接近于下部的叶小，宽卵形，长2-2.5毫米，宽2-2.2毫米，叶柄膜质长0.5-1毫米；
接近于顶部的叶大，宽倒卵形至扇形，长3.5-6毫米，宽2.5-4毫米，叶柄膜质，连合成长1-1.5毫米的筒。
花多数，单生于小枝顶端；
近无花梗；
花萼筒形，长6-7毫米，萼筒膜质，黄白色，裂片绿色，圆形，直径2-2.5毫米，先端圆形，具短小尖头，边缘厚软骨质，平滑，中脉在背面呈龙骨状突起，并向萼筒作短的下延；
花冠上部蓝色，下部黄白色，宽筒形，长8-10毫米，裂片卵状三角形，长1-1.2毫米，先端急尖或钝，褶深2裂，小裂片卵形，长约0.5毫米，先端钝圆，全缘；
雄蕊着生于冠筒中部，整齐，花丝丝状，长1.5-2毫米，花药狭椭圆形，长0.8-1毫米；
子房卵状披针形，长1.8-2毫米，先端渐尖， 基部钝，柄粗短，长0.8-1毫米，花柱线形，长1.5-2毫米，柱头小，2裂，裂片半圆形。
蒴果（未成熟）卵形；
种子（未成熟）褐色。
花果期7-10月。