裂叶黄芩，直立草本，高40厘米，全株光滑无毛；
茎纤细，干时紫红色，具发达的腋出分枝及小分枝，因而全株呈塔形，茎上节间与叶等长或稍短于叶。
叶具长柄，中部叶柄长约1厘米，均腹凹背凸；
叶片草质，近于菱形的卵圆状披针形，向茎的两端变小，中部者长4.8厘米，宽2厘米，先端尾状渐尖，基部楔状下延，叶缘在基部1/3以上具尖锐的牙齿，两面无毛，侧脉2-3对，上面不明显下面凸起。
花单生于叶腋，在茎及腋出分枝的上部逐渐过渡成总状花序，次级分枝复具3-6花的总状花序，如此全株构成一圆锥状花序；
苞片在小分枝上部者披针形而全缘，与花等长或较短；
花梗细，长2-3毫米，紫红色，被细微柔毛至近无毛，在中部以下具成对长0.5毫米线形小苞片。
花萼在花时长仅2毫米，无毛，微具腺点，盾片小，不明显，高仅0.5毫米。
花冠淡紫色，长2厘米，外面略被微柔毛，内面无毛；
冠筒基部前方微囊状增大，宽1.8毫米，向上渐宽，至喉部宽达4毫米；
冠檐2唇形，上唇盔状，内凹，先端微缺，下唇中裂片三角状卵圆形，全缘，宽达4毫米，2侧裂片小，狭三角状卵圆形。
雄蕊4，前对较长，微露出，具能育半药，退化半药明显，后对较短，具全药，药室裂口具白色髯毛；
花丝扁平，前对内侧后对两侧在中部以下被小疏柔毛。
花柱细长，先端锐尖，微裂。
花盘前方隆起，后方延伸成长0.5毫米的子房柄。
子房4裂，裂片等大。
花期6月。
