黄花月见草，直立二年生至多年生草本，具粗大主根；
茎高70-150厘米，粗6-20毫米，不分枝或分枝，常密被曲柔毛与疏生伸展长毛（毛基红色疱状），在茎枝上部常密混生短腺毛。
基生叶莲座状，倒披针形，长15-25厘米，宽4-5厘米，先端锐尖或稍钝，基部渐狭并下延为翅，边缘自下向上有远离的浅波状齿，侧脉5-8对，白色或红色，上部深绿色至亮绿色，两面被曲柔毛与长毛；
叶柄长3-4厘米；
茎生叶螺旋状互生，狭椭圆形至披针形，自下向上变小，长5-13厘米，宽2.5-3.5厘米，先端锐尖或稍钝，基部楔形，边缘疏生远离的齿突，侧脉8-2对，毛被同基生叶的；
叶柄长2-15毫米，向上变短。
花序穗状，生茎枝顶，密生曲柔毛、长毛与短腺毛；
苞片卵形至披针形，无柄，长1-3.5厘米，宽5-12毫米，毛被同花序上的。
花蕾锥状披针形，斜展，长2.5-4厘米，径5-7毫米，顶端具长约6毫米的喙；
花管长3.5-5厘米，粗1-1.3毫米，疏被曲柔毛、长毛与腺毛；
萼片黄绿色，狭披针形，长3-4厘米，宽5-6毫米，先端尾状，彼此靠合，开花时反折，毛被同花管的，但较密；
花瓣黄色，宽倒卵形，长4-5厘米，宽4-5.2厘米，先端钝圆或微凹；
花丝近等长，长1.8-2.5厘米；
花药长10-12毫米；
花粉约50％发育；
子房绿色，圆柱状，具4棱，长8-12毫米，径1.5-2毫米，毛被同萼片上的；
花柱长5-8厘米，伸出花管部分长2-3.5厘米；
柱头开花时伸出花药，裂片长5-8毫米。
蒴果锥状圆柱形，向上变狭，长2.5-3.5厘米，径5-6毫米，具纵棱与红色的槽，毛被同子房，但较稀疏。
种子棱形，长1.3-2毫米，径1-1.5毫米，褐色，具棱角，各面具不整齐洼点，有约一半败育。
花期5-10月，果期8-12月。
