头花马先蒿，多年生草本，高12-20厘米，干时多少变黑；
根茎短或伸长，节上常有宿存的膜质麟片，下端多发出2-5条多少纺锤形变粗而肉质的侧根，无主根，须状根散生。
茎单条，或自根颈发出多条，有达6条者，常多少弯曲上升，外围者常基部倾卧，色暗而光滑，有时有毛线，一般仅下部分枝，但亦偶在中下部分枝。
叶多基生，有时成密丛，茎生者常仅1-2枚，基叶有长柄，柄长2-4 厘米，近基处多少膜质变宽，略略抱茎，凡光滑，茎叶柄相似而短，基叶的叶片椭圆状长圆形至披针状长圆形，长6-s厘米，宽约1.7-2厘米，羽状全裂，裂片不很紧密，约7-11对，卵形至卵状披针形，基部狭缩而稍稍延下，锐头，长约8-12毫米，宽3-7毫米，羽状半裂，小裂片多少狭三角形，有具刺尖的锯齿，上面无毛，背面网纹清晰，沿主脉疏生长白毛，有时有白色肤屑状物，茎生叶的叶片相似而较小，裂片仅5对左右。
花序亚头状，合少数花；
苞片叶状，柄及片的后部变为很宽而膜质，前部羽状全裂；
花梗长约4 毫米；
萼膜质，长约8-10毫米，圆筒形，前方深裂至2/3处，外面被有疏毛，主脉5条，明显而不粗凸，次脉不明显，在管的上半部主脉两侧有极短的支脉叉分，但不成网结，萼齿5枚，草质，极小，其中两枚较大，倒披针形，微有锯齿至羽状开裂，其余较小，针形全缘；
花冠深红色，管伸直，约比萼长半倍，约为14 毫米，外面无毛，内面喉部以下有长毛，盔直立部分约长6-8毫米，以直角转折成地平部分，其中舍有雄蕊的部分略膨大，生有短腺毛，长约5毫米，其下缘的中部常有1对向后的细长倒齿，有时仅单侧有之，前方突然细缩成为多少下弯的细喙，在细缩处形成高凸的额部，但无鸡冠状凸起，其喙长5-6毫米，下唇宽过于长，长约12毫米，宽约15-18毫米，基部心脏形，无缘毛，前方3裂，中裂仅侧裂长度的1/2，向前凸出，前部圆，径约5毫米，基部狭缩成柄，侧裂极宽，为椭圆形；
雄蕊花丝前方1对有毛；
柱头由喙端伸出。
蒴果长卵形，渐尖，上部偏斜。
花期7月；
果期8月。
