毛棉杜鹃花是灌木或小乔木，高2-4(-8)米;幼枝粗壮，淡紫褐色，无毛，老枝褐色或灰褐色。叶厚革质，集生枝端，近于轮生，长圆状披针形或椭圆状披针形，长5-12厘米，稀达26厘米，宽2.5-8厘米，先端渐尖至短渐尖，基部楔形或宽楔形，边缘反卷，上面深绿色，叶脉凹陷，下面淡黄白色或苍白色，中脉凸出，侧脉于叶缘不连结，两面无毛;叶柄粗壮，长1.5-2.2厘米，无毛。花芽长圆锥状卵形，鳞片阔卵形或长倒卵形，两面无毛或外面近顶部被微柔毛，边缘被柔毛。

数伞形花序生枝顶叶腋，每花序有花3-5朵;花梗长1-2厘米，无毛;花萼小，裂片5，波状浅裂，无毛;花冠淡紫色、粉红色或淡红白色，狭漏斗形，长4.5-5.5厘米，5深裂，裂片开展，匙形或长倒卵形，顶端浑圆或微凸起，花冠管长2-2.5厘米，基部直径3-4毫米，向上扩大;雄蕊10，不等长，长4.1-4.7厘米，略比花冠短，花丝扁平，中部以下被银白色糠皮状柔毛;子房长圆筒形，长约1厘米，微具纵沟，深褐色，无毛;花柱稍长过雄蕊，但常比花冠短，无毛。

蒴果圆柱状，长3.5-6厘米，直径4-6毫米，先端渐尖，花柱宿存。花期4-5月，果期7-12月。