茎は直立し、断面が四角形、短毛及び腺毛が多く、下部に開出する長毛がある。葉は茎の下部に集まることが多く、対生し、1～2回羽状複葉。小葉は卵形、先端の小葉が大きく、先が鈍頭、葉脈は深く、縁は鈍鋸歯。葉柄に長毛が生える。花茎の先に長い穂状の花序を伸ばし、淡青紫色の花をまばらに輪生する。花茎にも毛が多く、腺毛もある。花はナツノタムラソウ似る。花冠は長さ8～10㎜、外面に長毛があり、筒部の中央内面に輪状に毛がある。雄しべは2個、花冠内部の毛付近につき、長く、花冠から真っすぐ突き出る。花柱は1個、柱頭は2分岐。萼は長さ5～6㎜、腺毛がある。果実は4分果。分果は長さ約1.2㎜。
　ナツノタムラソウは花が青紫色。小葉は卵形～楕円状卵形～披針形、先が鋭頭、鈍鋸歯。
　ミヤマナツノタムラソウ（別名ケナツノタムラソウ） var.
crenata は本州（埼玉県、神奈川県、山梨県。長野県、岐阜県、福井県）に分布し、頂小葉が広卵形～円形、鈍頭～円頭。花穂軸や萼に白軟毛が密生し、腺毛が混じることが多い。ただし、ナツノタムラソウと中間的なものも見られる。
　アキノタムラソウは雄しべが上唇に沿い、下向きに先が曲がる。