毛地黄是二年生或多年生草本，除花冠外，全体被灰白色短柔毛和腺毛，有时茎上几无毛，高60-120厘米。茎单生或数条成丛。基生叶多数成莲座状，叶柄具狭翅，长可达15厘米；叶片卵形或长椭圆形，长5-15厘米，先端尖或钝，基部渐狭，边缘具带短尖的圆齿，少有锯齿；茎生叶下部的与基生叶同形，向上渐小，叶柄短直至无柄而成为苞片。 萼钟状，长约1厘米，果期略增大，5裂几达基部；裂片矩圆状卵形，先端钝至急尖；花冠紫红色，内面具斑点，长3-4.5厘米，裂片很短，先端被白色柔毛。 蒴果卵形，长约1.5厘米。种子短棒状，除被蜂窝状网纹外，尚有极细的柔毛。花期5-6月。