孔雀草一年生草本，高30-100厘米，茎直立，通常近基部分枝，分枝斜开展。叶羽状分裂，长2-9厘米，宽1.5-3厘米，裂片线状披针形，边缘有锯齿，齿端常有长细芒，齿的基部通常有1个腺体。
头状花序单生，径3.5-4厘米，花序梗长5-6.5厘米，顶端稍增粗；总苞长1.5厘米，宽0.7厘米，长椭圆形，上端具锐齿，有腺点；舌状花金黄色或橙色，带有红色斑；舌片近圆形长8-10毫米，宽6-7毫米，顶端微凹；管状花花冠黄色，长10-14毫米，与冠毛等长，具5齿裂。
瘦果线形，基部缩小，长8-12毫米，黑色，被短柔毛，冠毛鳞片状，其中1-2个长芒状，2-3个短而钝。花期7-9月