唐古特莨菪多年生草本，高50～130厘米。 根圆柱形或圆锥形，肥厚深长。 茎圆柱形、直立，多丛生，有纵沟纹，中上部有分枝。 单叶互生；基生叶鳞片状；茎生叶卵形或长卵形，长5～20厘米，宽4～16厘米，先端急尖，边缘波状或具齿，少有锯齿状细小刺；下面及叶脉上有毛茸；叶柄长1～3厘米，有毛。 蒴果球形，中部环裂，径约1.5～3厘米，包藏于宿有的木质萼内。