薄叶鸢尾，多年生草本，植株基部围有少量黄棕褐色的毛发状老叶残留纤维及披针形的膜质鞘状叶。
根状茎肥厚，肉质，球形或不规则的块状，黄褐色或灰褐色；
须根柔嫩，黄白色，分枝少。
叶质薄，条形，长20-30厘米，宽2-3毫米，顶端长渐尖，中脉1条。
花茎纤细，高15-35厘米，直径约2毫米，中下部有1枚茎生叶，披针形，长8-9厘米，顶端渐尖；
苞片3枚，膜质，绿色，边缘半透明，披针形，长3.5-4.5厘米，宽约1厘米，顶端短渐尖，中脉明显，内包含有2朵花；
花蓝紫色，直径3.5-4厘米；
花梗很短或无花梗；
花被管喇叭形，长约3.5厘米，最宽处直径可达1.5厘米，外花被裂片倒卵形或匙形，长约5厘米，宽约2厘米，爪部狭楔形，中脉上有须毛状的附属物，内花被裂片狭倒披针形，长约3.5厘米，宽约5毫米；
雄蕊长约1厘米，花药白色；
花柱分枝淡蓝色，有蓝白相间的条纹。
果实卵圆形，长2-2.5厘米，直径1.5-2厘米，6条脉明显，枯萎的花被宿存，成熟时沿室背自上而下开裂至1/3处；
种子梨形，暗褐色，有棕色的附属物。
花期4-5月，果期5-6月。
