褐毛马先蒿，高大草本，干时多少变黑，全身多褐色之长毛，高可达160厘米。
根茎粗壮肉质，以较细的鞭状根茎连接于根颈，根颈周围生有稠密的须根一丛。
茎单出或数条，粗壮中空，大者径可达12毫米，上部有时分枝。
叶中部者最大，下部者较小而早枯，上部者渐小而变苞片，基部抱茎；
叶片长披针形，羽状深裂至距中脉1/4处，裂片披针状长圆形，最多每边15枚，有小裂或重锯齿，两面均有疏毛，齿有胼胝。
花序除下部稍疏外常稠密，多腺毛，长达20厘米，在果中达26厘米；
苞片上部者仅稍长于萼；
萼长达7毫米，有密腺毛，齿有锯齿；
花冠较大，黄色，长达20毫米（不计转向前方的盔部），管长12毫米，有毛，盔的直立部分稍向前弓曲，含有雄蕊的部分转折向前作舟形，下缘有长须毛，下唇约与盔等长，中裂宽过于长而为横肾脏形，宽于侧裂。
蒴果较本系各种都大，卵状长圆形，长17毫米，宽9毫米，两室相等，有小凸尖；
种子三角状肾脏形，有清晰的网纹，长3毫米，宽1.2毫米。
花期7月，果期8-9月。
