天山针茅，秆高17-23厘米，具2-3节，无毛或在节的下部具柔毛，基部宿存枯叶鞘。
叶鞘无毛，短于节间；
基生与秆生叶舌长约1毫米，边缘被短柔毛；
叶片纵卷如针状，基生叶长为秆高1/2-2/3。
圆锥花序紧缩，长约5厘米，基部为顶生叶鞘所包；
小穗浅绿色；
颖披针形，先端长渐尖，3脉，两颖等长或第一颖稍长，长约2.7厘米；
外稃长7-8毫米，具条状毛，顶生1圈短毛，基盘尖锐，长约2毫米，密生柔毛，芒一回膝曲扭转，芒柱长约1.2厘米，芒针长6-7厘米，具长约5毫米的羽状毛；
内稃与外稃近等长，具2脉，脊上具柔毛。
花果期6-7月。