赤水黄芩，一年生草本；
根茎短，斜行，密生须根。
茎高35-50厘米，直立，柔弱，四棱形，略具槽，密被白色微柔毛，紫褐色。
叶膜质，卵圆形或卵圆状长圆形，长4-6.5厘米，宽2.5-4厘米，先端钝或锐尖，基部浅心形，边缘具粗大圆齿，干时上面绿色下面带紫色，两面稍密被具节糙伏毛，侧脉约4-5对，与中脉在两面稍明显；
叶柄长1.5-3.5厘米，扁平，被毛同茎。
花对生，于茎上部排列成顶生及腋生长4.5-13厘米的总状花序，花梗长约4毫米，与序轴密被具腺白色微柔毛；
苞片倒卵圆形，长约4毫米，宽约3毫米，先端圆形，基部楔形，全缘，两面疏被白色微柔毛。
花时花萼长约1.5毫米，外被具腺微柔毛，内面无毛，盾片高约2毫米，花后花萼长3毫米，盾片十分伸长，高达5毫米。
花冠长约2.3厘米，外被微柔毛；
冠筒直伸，基部前方稍囊状膨大，宽约2毫米，向上渐宽大，至喉部宽达5毫米，冠檐二唇形，上唇盔状，先端微凹，下唇3裂，中裂片平展，内面具紫色斑点，近半圆形，先端微凹，宽7毫米，两侧裂片长圆形，宽约3.5毫米。
雄蕊4，二强，前对具半药，退化半药不明显，后对具全药，药室裂口均具髯毛，花丝扁平，中部以下具纤毛。
花柱细长。
花盘肥厚，前方隆起；
子房柄长约0.5毫米。
子房无毛。
成熟小坚果未见。
花期5月。
