紫根草为多年生草本，高30-80厘米；茎直立，通常不分枝，有4角棱，通常无毛，在节上有短柔毛。叶较薄，纸质或薄纸质，4片轮生，披针形或卵状披针形至卵形，长3-10厘米，宽0.5-3厘米，顶端渐尖或长渐尖，稀稍钝，基部钝圆至短尖，边缘不反卷，两面被极疏的糙伏毛或无毛，在叶脉和边缘有向上的糙硬毛或疏短毛，稀变近无毛，在下面有时有棕色小条纹，4脉，在两面稍凸起或在上面平；叶柄长2-3毫米或近无柄。圆锥花序式的聚伞花序，通常顶生，长达32厘米，宽达19厘米，多花而疏；总花梗纤细，无毛；苞片线形或卵形；花直径3-4毫米；花梗纤细，长2-3毫米；花冠白色或紫红色，裂片4，卵形，顶端渐尖，3脉，无毛；雄蕊4枚，短，着生在花冠喉部；花柱2裂至基部，短，柱头头状，子房球形，无毛。果无毛，直径3毫米，果爿近球形，双生或单生；果柄纤细。花期6-7月，果期8-9月。