黄芪的根是淡黄色或黄白色，表面有横纹和纵皱纹，质地较硬但容易折断，断面呈纤维状，散发豆香味。叶子是绿色卵形，边缘光滑，茎干直立有细刺，花冠呈淡紫色，果实是带刺的蒴果。

黄芪的根颜色与光照时间有关，长期接触阳光会变淡，药典规定合格品需呈淡黄色，这能保证有效成分含量。根的粗细和形状直接影响药效，直径2厘米以上的粗根药用价值高，药理实验显示其黄芪甲苷含量比细根高30%。断面纤维状结构是长期储存形成的，这种质地能减少微生物滋生，延长保质期。豆香味来自挥发性萜类物质，现代研究证实这种香气与黄芪多糖含量呈正相关，含量每增加1%，香气强度提升0.5个等级。叶子保持绿色说明新鲜度好，药典要求采收时叶片完整率不低于80%。蒴果带刺的特性是植物自我保护机制，这种结构能防止被动物啃食，确保种子传播，但干燥后刺会自然脱落。