直立山牵牛，直立灌木，高达2米，茎4棱形，多分枝，初被稀疏柔毛，不久脱落成无毛，仅节处叶腋的分枝基部被黄褐色柔毛。
叶具2-5毫米的叶柄；
叶片近革质，卵形至卵状披针形，有时菱形，长2-6厘米，宽0.7-3.5厘米，先端渐尖，基部楔形至圆形，边缘具波状齿或不明显3裂，两面近无毛或无毛，有时沿主肋及侧脉有稀疏短糙伏毛，羽状脉，侧脉2-3，两面凸起，背面略明显。
花单生于叶腋，花梗长1-1.5厘米，无毛，花后延伸；
小苞片白色，长圆形，长达2.3厘米，宽达1.4厘米，先端急尖，外面上部散布小圆透明凸起，内面被稀疏柔毛，边缘较密；
花萼成12不等小齿；
花冠管白色，喉黄色，冠檐紫堇色，内面散布有小圆透明凸起，花冠管长1.5厘米，喉长3厘米，冠檐裂片2厘米；
花丝无毛，短的长7毫米，长的长10毫米，花药具短尖头，4.2毫米长，花粉粒长62微米，子房无毛，花柱向先端被儿不明显的头状微硬毛，柱头内藏于喉的中部，裂片极不等，较上面的直立而略有角。
蒴果无毛，果柄长达4厘米，带种子部分直径12毫米，高9毫米，喙长20毫米，基部直径10毫米。
