火红杜鹃是常绿灌木，高1-3米；树皮灰褐色，片状剥落；小枝初被白色绒毛，后变为无毛，在花序下的小枝直径3.2-4毫米；顶生冬芽卵圆形，长1.3厘米，近于无毛。叶坚革质，长圆形至倒卵形，长4-9厘米，宽1.5-3.5厘米，先端钝或圆，有小突尖头，基部钝圆，边缘反卷，上面淡绿色，下面灰绿带白色，平坦，无毛，略有乳头状小突起，中脉在上面凹下，下面凸起，侧脉15-17对，在上面稍凹下，下面不显明；叶柄紫色，长1-1.5厘米，成长后无毛。

伞形花序顶生，有花5-12朵；总轴长近1厘米，被褐色绒毛；花梗长1-1.3厘米，被淡黄褐色绒毛；花萼肉质，亮绿红色，形状变化大，长4-10毫米，无毛，裂片5，宽卵形，不等长；花冠管状钟形，长3-4.5厘米，直径3.4-4厘米，肉质，亮深红色，无毛，内面基部有5枚深色的蜜腺囊，裂片5，圆形，直径约1.5厘米，有缺刻；雄蕊10，不等长，长1.8-2.9厘米；花丝带紫红色，无毛；花药紫黑色，长圆形，长2.5-3毫米；子房狭圆锥形，先端渐尖连至花柱基部，长近7毫米，直径2.5毫米，略有肋纹，密被白色至淡黄褐色绒毛，花柱细圆柱形，带紫红色，长近3厘米，基部被有淡黄褐色绒毛，稍伸出花冠外，柱头小，截形。

蒴果圆柱形，弯曲，长2.2厘米，直径5毫米，有肋纹及毛被残迹。花期4-5月，果期9-10月。