黑穗橐吾，多年生草本。
根多数，肉质。
茎花葶状，高55-120厘米，被白色棉毛，下部直径达1厘米，基部被密而长的白色棉毛。
叶全部丛生和基生，具柄，柄长15-23厘米，上部具狭翅，基部具鞘，鞘上被白色棉毛，叶片卵状长圆形，长19-23厘米，宽12-1.8厘米，先端钝，有小尖头，边缘具波状齿，基部心形，稀近平截，突然狭缩，两面近光滑，叶脉羽状；
花葶具1个线形苞片状叶。
圆锥状总状花序长达50厘米，被密的白色棉毛；
苞片及小苞片细而长，长达3.5厘米，被白色棉毛；
花序梗细，下部者具7个头状花序；
头状花序多数，辐射状；
总苞狭钟形，长6-8毫米，宽约5 毫米，总苞片7-8，长圆形，宽1.5-3毫米，先端三角形，钝，背部被白色柔毛，内层具褐色膜质边缘。
舌状花黄色，舌片长圆形，长至8毫米，宽2-3毫米；
管状花多数，长7-8毫米，管部长为檐部的1/4，冠毛白色与花冠等长。
瘦果（未熟）光滑。
花期7月。