粗管马先蒿，低矮草本，干时不变黑或略变黑褐色，高连花仅10厘米。
根茎长1-2厘米，有少数节，节上有宿存的鳞片；
根锥锥形或多少圆筒形，长仅2-3厘米，不分枝，生有少数须根。
茎很短，单条或多条，仅1-2厘米，有时伸长达4-5厘米，有稜沟，沿沟有由伸张之毛排成的毛线。
叶基生与茎生，常成密丛，有柄，柄有翅，上面沟中有密细毛，长1-2厘米，叶片披针状长圆形，几无毛，下面网脉细而清晰，稍有白色肤屑状物，边羽状深裂至几乎全裂，裂片5 11对，三角状卵形至卵形，长2-4毫米，茎叶互生，有时在侧茎土者假对生，亦有长柄，柄近基处多少膨大。
花腋生，在主茎上者互生而密集，在侧茎上者仅生顶端而有时假对生，有长梗，梗长达1-2厘米，有两行密毛；
萼多少管状，前方开裂至1/3-1/2，裂口多少膨膨，管长8-10毫米，脉多条，主次几不分，无网脉，齿3枚或偶有2枚，后方1枚不存在，或更多存在而全缘或亦有两对裂片，侧齿较大一倍，羽状开裂，有短柄，裂片2-4对，有粗锯齿，齿有刺尖；
花冠紫红色，管长3-4.5 厘米，宽2毫米，有紫色之毛，盔直立部分后仰。
其前缘高约3毫米，中部较宽而向前圆凸，端即转向前上方成为长约7毫米、宽达3毫米的舍有雄蕊的部分，额部多少有鸡冠状凸起而高凸，前端突然细缩并转向前下方成为多少半环状的喙，长约5毫米，端2浅裂，下唇宽甚过于长，宽18-20毫米，长仅8-10毫米，有短缘毛，开裂至一半，裂片不等，中简者约等侧裂的2/3，有短柄，片为横置的长圆形，端四头，侧裂亦有凹头；
雄蕊着生于管的顶部，花丝两对均有毛。
