鬼針草為一年生草本植物,莖直立,高30-100釐米,鈍四稜形,無毛或上部被極稀疏的柔毛,基部直徑可達6毫米。
鬼針草莖下部葉較小,3裂或不分裂,通常在開花前枯萎,中部葉具長1.5-5釐米無翅的柄,三出,小葉3枚,很少為具5 (-7) 小葉的羽狀複葉,兩側小葉橢圓形或卵狀橢圓形,長2-4.5釐米,寬1.5-2.5釐米,先端銳尖,基部近圓形或闊楔形,有時偏斜,不對稱,具短柄,邊緣有鋸齒、頂生小葉較大,長橢圓形或卵狀長圓形,長3.5-7釐米,先端漸尖,基部漸狹或近圓形,具長1-2釐米的柄,邊緣有鋸齒,無毛或被極稀疏的短柔毛,上部葉小,3裂或不分裂,條狀披針形。頭狀花序,直徑8-9毫米,有長1-6(果時長3-10) 釐米的花序梗。
總苞基部被短柔毛,苞片7-8枚,條狀匙形,上部稍寬,開花時長3-4毫米,果時長至5毫米,草質,邊緣疏被短柔毛或幾無毛,外層託片披針形,果時長5-6毫米,幹膜質,背面褐色,具黃色邊緣,內層較狹,條狀披針形。無舌狀花,盤花筒狀,長約4.5毫米,冠簷5齒裂。花果期8-10月份。瘦果黑色,條形,略扁,具稜,長7-13毫米,寬約1毫米,上部具稀疏瘤狀突起及剛毛,頂端芒刺3-4枚,長1.5-2.5毫米,具倒刺毛。