灰岩紫地榆，多年生草本，高40-60厘米。
根茎斜生，粗壮，直径约2厘米，围以残存基生托叶，具长的纤维状细根。
茎直立、单一，具棱角或沟槽，下部近无毛，上部被倒生短柔毛，从基部或上部假二叉状分枝。
基生叶早枯，茎生叶对生；
托叶三角形或三角状披针形，长6-10毫米，宽3-5毫米，先端长渐尖，无毛；
茎下部叶具长柄，柄长为叶片的2-3倍，被倒向疏短柔毛或下部几无毛，近叶片处被毛较密；
叶片五角形或五角状肾圆形，基部深心形，长4-5厘米，宽5-9厘米，掌状5深裂达叶片的2/3处，裂片宽菱形或倒卵状菱形，下部楔形、全缘，上部圆齿状羽状浅裂，小裂片先端急尖、钝圆或截平状，具短尖头，表面被疏伏毛，背面一般仅被疏短柔毛；
总花梗腋生和顶生，长于叶，被倒向短柔毛，具2花；
花梗与总花梗相似，长约为花的2倍；
苞片狭披针形，长7-10毫米，先端长渐尖，无毛；
萼片卵状矩圆形，长7-8毫米，宽约3毫米，先端具短尖头，外面沿脉被糙柔毛；
花瓣紫红色，长为萼片的1.5倍，倒长卵形，先端圆形或微凹，基部具短柄，被缘毛；
雄蕊与萼片近等长，花丝下部扩展和被长柔毛，花药棕褐色；
子房稍长于雄蕊，密被白色长柔毛。
蒴果长约2厘米，被柔毛。
种子肾圆形，黄褐色，长约2毫米，宽约1毫米，具网纹。
花期6-8月，果期9-10月。
