馬蘭頭根狀莖有匍枝，有時具直根。莖直立，高30-70釐米，上部有短毛，上部或從下部起有分枝。
基部葉在花期枯萎;莖部葉倒披針形或倒卵狀矩圓形，長3-6稀達10釐米，寬0.8-2稀達5釐米，頂端鈍或尖，基部漸狹成具翅的長柄，邊緣從中部以上具有小尖頭的鈍或尖齒或有羽狀裂片，上部葉小，全緣，基部急狹無柄，全部葉稍薄質，兩面或上面有疏微毛或近無毛，邊緣及下面沿脈有短粗毛，中脈在下面凸起。
頭狀花序單生於枝端並排列成疏傘房狀。總苞半球形，徑6-9毫米，長4-5毫米;總苞片2-3層，覆瓦狀排列;外層倒披針形，長2毫米，內層倒披針狀矩圓形，長達4毫米，頂端鈍或稍尖，上部草質，有疏短毛，邊緣膜質，有緣毛。花托圓錐形。舌狀花1層，15-20個，管部長1.5-1.7毫米;舌片淺紫色，長達10毫米，寬1.5-2毫米;管狀花長3.5毫米，管部長1.5毫米，被短密毛。
瘦果倒卵狀矩圓形，極扁，長1.5-2毫米，寬1毫米，褐色，邊緣淺色而有厚肋，上部被腺及短柔毛。冠毛長0.1-0.8毫米，弱而易脫落，不等長。花期5-9月，果期8-11月。
