花菱草为多年生草本,无毛,植株带蓝灰色。
茎直立,高30~60厘米,明显具纵肋,分枝多,开展,呈二歧状。基生叶数枚,长10~30厘米,叶柄长,叶片灰绿色,多回三出羽状细裂,裂片形状多变,线形锐尖、长圆形锐尖或钝、匙状长圆形,顶生3裂片中,中裂片大多较宽和短;茎生叶与基生叶同,但较小和具短柄。
叶互生,多回三出羽状分裂,裂线形或椭圆形,整个叶片有长柄。花单生枝顶,花径约5到7厘米,具长花梗。
花托突起,萼片2枚,连接成尖长的盔状,随着花瓣的展开而脱落;花瓣4枚,容易脱落,交叉对生,呈扇形,边缘细波状,鲜黄色,基部深橙黄色,有光泽。栽培品种有橙黄、金黄、橙红、淡紫红、肉色、乳白色。花瓣往往具有绉折,还有重瓣花品种。