阿尔泰牡丹草，多年生小草本，植株高约15厘米。
根状茎块状，近球形，直径约1.5厘米；
地上茎直立，无毛，草质，草绿色。
茎生叶1，生于茎顶，1回三出复叶，薄质，小叶掌状4-5全裂，裂片长圆形或长圆状披针形，长2-2.5厘米，宽0.7-1厘米，全缘，先端钝圆，上面绿色，背面淡绿色；
托叶2，长约7毫米，宽约4毫米，全缘。
总状花序顶生，单一，长4-5厘米，具花7-9朵，具总梗，长约1.5厘米；
苞片阔椭圆形或卵形，长7-9毫米，宽6-7毫米；
花梗细弱，长约1厘米；
花黄色；
萼片6，椭圆形，花瓣状，长约8毫米，宽约3毫米；
花瓣6，与萼片对生，黄褐色，纵向半筒形，先端两侧具芒齿，长约2毫米；
雄蕊6，与花瓣对生，长约4毫米，花丝纤细，长约2.2毫米，花药瓣裂；
雌蕊长约4.5毫米，柱头小，花柱长约2.5毫米，子房1室，含胚珠4枚，倒卵形、基生。
蒴果未见。
花期3-4月。
