龙牙花是一种灌木或落叶小乔木植物，高约3-15米，树冠阔度可达3.5米。树皮粗糙，灰褐色;树干及枝条疏生粗壮的黑色瘤状皮刺，老枝无刺。叶为三出羽状复叶，互生;叶柄无毛，淡红色，有时上和下面中脉上疏生倒钩状小皮刺，长约6-12厘米;顶生小叶较侧生小叶为大，侧生小叶基部略偏斜;小叶菱状卵形或菱形，顶端尾状或渐尖而钝，基部宽楔形或近截形或近圆形，基部有一对腺体，全缘，两面无毛，有时背面的中脉上具小皮刺，长约4-10厘米，宽约2.5-8厘米;小叶柄无毛及中脉上有刺，长约3-5毫米;小托叶腺体状。

花为总状花序，腋生，每2-3朵花聚生于斜上的总花梗突起的节上，形成总状花序，长可达30厘米以上，先叶开放，或与叶同时开放，未开放时长牙形;总花梗长约40-60厘米，较其他刺桐类长;总花梗及花序轴初时披柔毛，后渐脱落;花冠深红色，具短梗，与花序轴成直角或稍下弯，狭而近闭合，长约4-6厘米;萼片钟状，暗紫褐色，口部近截形，仅下面有一枚萼齿三角形刺芒状小齿，萼齿不明显，无毛，长约8-10毫米;花瓣5枚，蝶形，长短不一，均无爪;旗瓣深红色，长椭圆形，顶端微缺，略具瓣柄至近无柄，长约4.5-6厘米，常紧包龙骨瓣，较龙骨瓣及翼瓣长;龙骨瓣无瓣柄，长约2.2厘米，为旗瓣长度的四分之一;翼瓣短，无瓣柄，长约1.4厘米;翼瓣及龙骨瓣略长于花萼;雄花器由十支雄蕊组成，雄蕊分成二束，为二体雄蕊，其中一束只有一支雄蕊，另一束则由九支雄蕊组成，这九支雄蕊的花丝合生在一起，不整齐，略短于旗瓣，突出于龙骨瓣之外;子房有长子房柄，披白色短柔毛;花柱向上微弯，无毛;柱头头状;。果为荚果，带状，顶端有喙，具梗，无毛，种子间形成收缩节，稍呈念珠状，种子数颗，长约10-20厘米，貌似四季豆的果实，但略小。种子深红色，椭圆形，常有一黑斑，有毒。