山牛蒡，多年生草本，高0.7-1.5米。
根状茎粗。
茎直立，单生，粗壮，基部直径达2厘米，上部分枝或不分枝，全部茎枝粗壮，有条棱，灰白色，被密厚绒毛或下部脱毛而至无毛。
基部叶与下部茎叶有长叶柄，叶柄长达34厘米，有狭翼，叶片心形、卵形、宽卵形、卵状三角形或戟形，不分裂，长10-26厘米，宽12-20厘米，基部心形或戟形.或平截，边缘有三角形或斜三角.形粗大锯齿，但通常半裂或深裂，向上的叶渐小，卵形、椭圆形、披针形或长椭圆状披针形，边缘有锯齿或针刺，有短叶柄至无叶柄。
全部叶两面异色，上面绿色，粗糙，有多细胞节毛，下面灰白色，被密厚的绒毛。
头状花序大，下垂，生枝头顶端或植株仅含1个头状花序而单生茎顶。
总苞球形，直径3-6厘米，被稠密而膨松的蛛丝毛或脱毛而至稀毛。
总苞片多层多数，通常13-15层，向内层渐长，有时变紫红色，外层与中层披针形，长0.7-2.3厘米，宽3-4毫米；
内层绒状披针形，长2.3-2.5厘米，宽1.5-2毫米。
全部苞片上部长渐尖，中外层平展或下弯，内层上部外面有稠密短糙毛。
小花全部为两性，管状，花冠紫红色，长2.5厘米，细管部长9毫米，檐部长1.4 厘米，花冠裂片不等大，三角形，长达3毫米。
瘦果长椭圆形，浅褐色，长7毫米，宽约2毫米，顶端截形，有果缘，果缘边缘细锯齿，侧生着生面。
冠毛褐色，多层，不等长，向内层渐长，长1.5-2厘米，基部连合成环，整体脱落；
冠毛刚毛糙毛状。
花果期6-10月。
