龙胆草叶对生，下部叶2-3对很小，呈现鳞片状，中部和上部叶披针形，表面暗绿色，背面淡绿色，有三条明显叶脉，无叶柄。

龙胆草花多数，簇生枝顶和叶腋;无花梗;每朵花下具2个苞片，苞片披针形或线状披针形，与花萼近等长，长2-2.5厘米;花萼筒倒锥状筒形或宽筒形，长10-12毫米，裂片常外反或开展，不整齐，线形或线状披针形，长8-10毫米，先端急尖，边缘粗糙，中脉在背面突起，弯缺截形;花冠蓝紫色，有时喉部具多数黄绿色斑点，筒状钟形，长4-5厘米，裂片卵形或卵圆形，长7-9毫米，先端有尾尖，全缘，褶偏斜，狭三角形，长3-4毫米，先端急尖或2浅裂;雄蕊着生冠筒中部，整齐，花丝钻形，长9-12毫米，花药狭矩圆形，长3.5-4.5毫米;子房狭椭圆形或披针形，长1.2-1.4厘米，两端渐狭或基部钝，柄粗，长0.9-1.1厘米，花柱短连柱头长3-4毫米，柱头2裂，裂片矩圆形。