细茎马先蒿，多年生低矮草本，高约达10厘米，干时不变黑色，全身少毛。
根有分枝，非粗壮而为肉质，一般细而木质化，长仅3-4厘米。
茎紫黑色，有沟稜而多少方形，沟中有成行之毛，常多条自根颈发出，中心1条比较直立，或全部倾卧而弯曲上升，花序除外仅具1-2节。
叶基出者少数，茎生者3或4枚轮生，均有柄，前者之柄长达1.8厘米，后者仅长5-13毫米，几完全光滑，基部稍稍膨大膜质，叶片披针状长圆形至卵状长圆形，长1-2.3厘米，宽4-7毫米，羽状深裂至全裂，裂片4-7对，卵形，基部狭缩，有少数缺刻状大齿，长3毫米，宽约2毫米，两面无毛，上面干时黑绿色，背面绿色而有清晰密网脉。
花序长2.5毫米，头状而仅占茎端至长达8.5厘米而占茎的大部长度，花轮多至5枚，最下一轮相距达3.5厘米；
苞片下部者叶状而短，基部变宽而为膜质，上部者亚掌状开裂而为宽菱状卵形，裂片反卷，均无毛；
花有梗，在花序很长的情况下其最下一轮已近茎基，其梗特长，达10毫米，紫黑色无毛，最上的花梗长仅1.5毫米；
萼常有紫红色晕，长4毫米，管长3毫米，前方不裂，膜质，有5主5次之脉，在萼齿基部有一条横脉连结成网纹，管部几无网脉，齿长1-1.5毫米，基部三角形连于管，中部以上多少披针形有不明晰之齿数枚，绿色或有紫晕，脉上与齿缘疏有紫色多室之毛；
花管长9-10毫米，中下部作强烈的膝状屈曲，故其上段几以直角转弯而指向前方，下部一段径仅1.5毫米，上部一段渐渐扩大，至喉部宽达5毫米，下唇丰满，圆形，侧裂肾脏形，长约4.5毫米，宽2.5毫米，基部与前端均圆形而作耳状，外缘中间有微凹，中裂较小，片宽过于长，为横置的椭圆形，基部狭缩为柄状，共长3.5毫米，宽亦为3.5毫米，盔强壮，基部宽达2.8毫米，近端处宽2毫米，镰状弓曲，指向前上方，长约6毫米，额顶略圆，但即以直线斜下至下缘，与其共同组成一指向前方的三角形尖端；
花丝后方1对中部以上有密毛或有时仅上部具较疏的毛，药对疏距；
花柱略略伸出。
蒴果未熟者扁卵圆形，两室不等但外形多少平整，上缘稍稍弓曲，端有指向前方的小凸尖。
花期7-8月。
