秋の名が付けられているが、夏（７月）から咲き始める。葉は対生し、単葉〜奇数羽状複葉で、小葉は1〜7個。小葉は長さ2〜5�pの広卵形が普通だが、幅は変化が多い。茎上部に長い花穂をのばし、長さ約1.5�pの淡紅紫色の唇形の花を5〜15段ほど、輪生する。萼や茎に短毛と腺毛があり、さわると粘る。雄しべ2本が上唇にほとんど付着し、初めは伸びているが、下向きに曲がる。白花品種はシロバナアキノタムラソウという。類似のナツノタムラソウやシマジタムラソウは雄しべが曲がらず、花冠の中間から外へ突き出る。