厚裂凤仙花，一年生肉质草本，高30-80厘米；
茎直立，光滑具分枝，下部匍匐，节上长有不定根。
单叶互生，卵形，长卵形或卵状披针形，长2-7厘米，宽1-3厘米，先端渐尖或尾状渐尖，基部楔形或宽楔形，边缘具粗锯齿，齿尖具小刚毛，基部边缘具数对腺体，侧脉每边6-8条；
叶柄长0.5-2厘米。
总花梗腋生，细弱，长1.5-2.5厘米，花梗短，长约1厘米，基部具1狭披针状小苞片，花小，黄色，长约2.5厘米；
侧生萼片2，小，披针形，先端具突尖；
旗瓣圆形，先端微有凹陷，有小尖头，基部倒心形，背面中肋具龙骨突；
翼瓣3裂，上裂片大，先端偏后下陷，形成2个裂片，下裂片小，耳状；
唇瓣舟状，基部下延成弯曲的长距；
花药钝。
花期9-10月，果期10-11月。