地黄为多年生草本，地黄体高10-30厘米，密被灰白色多细胞长柔毛和腺毛 。根茎肉质肥厚，鲜时黄色，在栽培条件下，直径可达5.5厘米，茎紫红色 。
地黄叶通常在茎基部集成莲座状 ， 向上则强烈缩小成苞片，或逐渐缩小而在茎上互生，叶片卵形至长椭圆形 ， 上面绿色，下面略带紫色或成紫红色，长2-13厘米，宽1-6厘米 ， 边缘具不规则圆齿或钝锯齿以至牙齿，基部渐狭成柄，叶脉在上面凹陷，下面隆起 。
地黄花具长0.5-3厘米之梗 ， 梗细弱，弯曲而后上升，在茎顶部略排列成总状花序，或几乎全部单生叶腋而分散在茎上 ， 花萼钟状，萼长1-1.5厘米 ， 密被多细胞长柔毛和白色长毛，具10条隆起的脉 ， 萼齿5枚，矩圆状披针形或卵状披针形抑或多少三角形，长0.5-0.6厘米，宽0.2-0.3厘米，稀前方2枚各又开裂而使萼齿总数达7枚之多 ， 花冠长3-4.5厘米，花冠筒状而弯曲，外面紫红色，（另有变种，花为黄色，叶面背面为绿色）被多细胞长柔毛 ， 花冠裂片 ， 5枚，先端钝或微凹，内面黄紫色 ， 外面紫红色，两面均被多细胞长柔毛，长5-7毫米，宽4-10毫米 ， 雄蕊4枚，药室矩圆形，长2.5毫米 ， 宽1.5毫米，基部叉开，而使两药室常排成一直线，子房幼时2室，老时因隔膜撕裂而成一室，无毛，花柱顶部扩大成2枚片状柱头 。
地黄蒴果卵形至长卵形，长1-1.5厘米 。花果期4-7月 。
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