枯灯心草多年生草本，高17-56厘米；根状茎粗，横走，黄褐色，直径1.5-3毫米，具黄色须根。茎直立，粗壮，圆柱形，直径2-3.5毫米。叶基生和茎生，均短于茎；低出叶鞘状，长2-7厘米，淡黄褐色；基生叶2-3枚；叶片线状披针形，长4-14厘米，宽3-5毫米，常折叠，顶端稍钝；叶鞘长4-7厘米，松弛抱茎；茎生叶1-2枚；叶片与基生叶相似，两边向中央套折，内面有一层膜，外面有纵向条纹，深绿色；叶鞘下部较宽，向上渐窄，内面具一层白色的膜，有长圆形网格；叶耳钝圆。花序顶生，由2-5（-8）个头状花序组成聚伞状花序，花序梗从基部分枝，常2-3个，长短不一，长者顶端再分枝；头状花序半球形至近球形，直径1.2-2厘米（果期），有5-7朵花；叶状总苞片线状披针形，长5-15厘米，顶端渐尖，每个花序梗基部具披针形苞片1枚，头状花序下具苞片数枚，披针形或卵状披针形，长5-20毫米，宽2.5-3.5毫米，膜质，淡黄色至黄褐色，顶端尖，具1-多脉；花具梗，长2-3（-5）毫米；花被片披针形，长7-9毫米，宽1.5-2毫米，近等长，膜质，栗褐色至黑褐色，顶端锐尖，常具1-3脉；雄蕊6枚；花药线状长圆形，长2-2.5毫米，淡黄色，顶端有短的药隔突起；花丝线形，扁平，长2-4毫米，下部黄褐色，上部白色，透明；子房椭圆形，长3-5毫米；花柱长1.5-2毫米；柱头线形，3分叉，长2-3毫米。蒴果三棱状长圆形，长6-8毫米，淡黄色至黄褐色，光亮，顶端圆形，具短尖头，有3隔膜。种子椭圆形，长0.7-0.9毫米，黄褐色，顶端和基部具白色附属物，连同种子共长3-4毫米。花期7-8月，果期8-9月。