当归为多年生草本植物，全株具有特异香气。主根粗短，肥大肉质。茎直立，带紫色，有纵沟。叶互生，叶柄长3-13cm，基部膨大呈鞘状包茎。叶为2-3回奇数羽状复叶，最终裂片卵形或椭圆形，小叶三对，1-2回分裂。复伞形花序顶生，花5数，白色，花期为7月。双悬果椭圆形，果棱5条，背棱线形隆起，侧棱成翅，翅边缘淡紫色，背部扁平，果期为8-9月。
当归主要为伞形科植物当归后的根，外表灰棕色或棕褐色，全体具有纵皱纹，支根部尤多，当归头顶端圆平，有茎叶残基。当归略呈圆柱形，身面凹凸不平，其下生有多条归尾。归尾上粗下细，多扭曲，表面具有小疙瘩状的须根痕迹。质多柔韧，断面黄白色，有裂隙，中层有浅棕色环纹，有多数棕色油点。气清香浓厚，味甘，微苦辛。