穿心莲一年生草本。茎高50~80厘米，4棱，下部多分枝，节膨大。叶卵状矩圆形至矩圆状披针形，长4~8厘米，宽1~2.5厘米，顶端略钝。花序轴上叶较小，总状花序顶生和腋生，集成大型圆锥花序；苞片和小苞片微小，长约1毫米；花萼裂片三角状披针形，长约3毫米，有腺毛和微毛；花冠白色而小，下唇带紫色班纹，长约12毫米，外有腺毛和短柔毛，2唇形，上唇微2裂，下唇3深裂，花冠筒与唇瓣等长；雄蕊2，花药2室，一室基部和花丝一侧有柔毛。蒴果扁，中有一沟，长约10毫米，疏生腺毛；种子12粒，四方形，有皱纹。