川乌为多年生草本。块根肉质黄色，呈纺锥形或卵形，外皮黑褐色，下部有许多须根。茎直立，下部光滑无毛，上部散生少数贴伏柔毛。叶互生，具叶柄；叶片卵圆形，掌状3深裂，两侧裂片再2裂，边缘具粗齿或缺刻。总状花序顶生，花序轴与小花埂上密生柔毛；花蓝紫色，萼片5，上萼片高盔状，高2～2、6cm，侧萼片长1、5～2cm；花瓣2，有长爪，距长0、1～0、3cm；雄蕊多数；心皮3～5。
蓇葖果3～5个。花期6～7月，果期7～8月。根呈不规则圆锥形，稍弯曲，顶端常有残茎，中部多向一侧膨大，长2～7、5cm，直径1、2～2、5cm。表面棕褐色或灰棕色，有小瘤状侧根及子根脱离后的痕迹。质坚实，断面类白色或浅灰黄色，形成层环纹呈多角形。
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