野生当归为多年生草本，高30-100cm。全株有特异香气，主根粗短，肥大肉质。茎直立，带紫色，有纵沟。叶互生，叶柄长3-13cm，基部膨大呈鞘状抱茎；叶为2-3回奇数羽状复叶，最终裂片卵形或椭圆形，小叶3对，近顶端的一对无柄，1-2回分裂，裂片边缘有缺刻。复伞形花序，顶生，伞梗10-14枚，长短不等，基部有2枚线形总苞片或缺；小总苞片2-4枚，线形；每一小伞形花序有花12-36朵，小伞梗长3-15mm，密被细柔毛；萼齿5，细卵形；花瓣5，白色，长卵形，先端狭尖略向内折；雄蕊5，花丝向内弯；子房下位，花柱短，花柱基部圆锥形。
双悬果椭圆形，长4-6mm，宽3-4mm，成熟后易从合生面分开；分果有果棱5条，背棱线形隆起，侧棱发展成宽而薄的翅，翅边缘淡紫色，背部扁平，每棱槽有1个油管，接合面2个油管。花期7月，果期8-9月。
中药野生当归主根粗短，肥大肉质，圆柱形，下部有多数粗长支根，黄棕色， 具纵皱纹及横长皮孔。根头(归头)直径1.5-4cm，具环纹，上端圆钝，有紫色或黄绿色的茎及叶鞘的残基；主根(归身)表面凹凸不平；支根(归尾)直径0.3-1cm，上粗下细，多扭曲，有少数须根痕。质柔韧，断面黄白色或淡黄棕色，皮部厚，有裂隙及多数棕色点状分泌腔，木部色较淡，形成层环黄棕色。有浓郁的香气，味甘、辛、微苦。