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鼠尾草是一年生草本；須根密集。 莖直立，高40-60厘米，鈍四稜形，具溝，沿稜上被疏長柔毛或近無毛。

莖下部葉為二回羽狀復葉，葉柄長7-9厘米，腹凹背凸，被疏長柔毛或無毛，葉片長6-10厘米，寬5-9厘米，莖上部葉為一回羽狀復葉，具短柄，頂生小葉披針形或菱形，長可達10厘米，寬3.5厘米，先端漸尖或尾狀漸尖，基部長楔形，邊緣具鈍鋸齒，被疏柔毛或兩面無毛，草質，側生小葉卵圓狀披針形，長1.5-5厘米，寬0.8-2.5厘米，先端銳尖或短漸尖，基部偏斜近圓形，其余與頂生小葉同，近無柄。

輪傘花序2-6花，組成伸長的總狀花序或分枝組成總狀圓錐花序，花序頂生。

苞片及小苞片披針形，長2-5毫米，寬0.5-1毫米，全緣，先端漸尖，基部楔形，兩面無毛。

花梗長1-1.5毫米，被短柔毛；花序軸密被具腺或無腺疏柔毛。

花萼筒形，長4-6毫米，外面疏被具腺疏柔毛，內面在喉部有白色的長硬毛毛環，二唇形，唇裂達花萼

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長1/3，上唇三角形或近半圓形，長約2毫米，寬3毫米，全緣，先端具3個小尖頭，下唇與上唇近等長，寬約3毫米，半裂成2齒，齒長三角形，長漸尖。

花冠淡紅、淡紫、淡藍至白色，長約12毫米，外面密被長柔毛，內面離基部2.5-4毫米有斜生的疏柔毛環，冠筒直伸，筒狀，長約9毫米，外伸，基部寬2毫米，向上漸寬，至喉部寬達3.5毫米，冠檐二唇形，上唇橢圓形或卵圓形，長2.5毫米，寬2毫米，先端微缺，下唇長3毫米，寬4毫米，3裂，中裂片較大，倒心形，邊緣有小圓齒，側裂片卵圓形，較小。

能育雄蕊2，外伸，花絲長約1毫米，藥隔長約6毫米，直伸或稍彎曲，上臂長，二下臂瘦小，不育，分離。