方枝黄芩，多年生草本。
茎直立，高25-60厘米，锐四棱形，棱上微具翅，无毛但间或在节上被微柔毛，多分枝。
叶具短柄，柄长1-3毫米，腹凹背凸，无毛；
叶片卵圆形至披针形，长2-7厘米，宽1.3-3厘米，先端尾状渐尖，基部宽楔形至圆形，边缘波状，具远离的小牙齿，坚纸质，上面绿色，下面较淡，两面无毛，侧脉2-3对，弧状上升，在边缘之内方消失，上面凹陷下面凸出。
花序总状，顶生及腋生，腋生者常骤反折；
序轴被微柔毛；
花梗长3毫米，被微柔毛，间杂有具节短柔毛；
苞片明显，卵圆形至披针形，长3-8毫米，全缘，无毛；
小苞片成对着生于花梗下部1/3处，线形，具缘毛，长不及1毫米。
花萼开花时长达3毫米，外被细微柔毛，盾片高1.5毫米，果时花萼长5毫米，盾片高4.5毫米。
花冠乳黄色至白色，长2.3厘米，外疏被具节的腺短柔毛，内无毛；
冠筒基部呈囊状膨大，中部径2毫米，向上渐增大，喉部径达6毫米；
冠檐2唇形，上唇盔状，内凹，顶端微缺，下唇中裂片三角状卵圆形，先端微缺，基部宽达8毫米，两侧裂片长三角形。
雄蕊4，前对较长稍露出，具能育半药，退化半药明显，后对较短，内藏，具全药，药室裂口具白色髯毛；
花丝扁平，前对内侧后对两侧下部被小疏柔毛。
花柱丝状，先端锐尖，微裂。
花盘前方隆起，后方延伸成极短子房柄。
子房4裂，后对裂片较大。
成熟小坚果黑色，卵球形，径约1毫米，具瘤状突起，腹面基部具果脐。
花期4-5月，果期5-6月。
