植物形态东北铁线莲，多年生攀援草本，长达1—1.5米。根从生，黑褐色，质脆，茎上升，圆柱形，有细棱，节部密生的毛。叶对生，1（2）回羽状复叶；小叶5—7枚，柄长1—3厘米，柄弯曲或缠绕他物上，叶片革质，披针状卵形，长2—7厘米，宽1.2—4厘米，先端渐尖，基部近圆形或微心形，全缘，或2—3裂，上面绿色，下面淡绿色，叶脉明显，沿叶脉生有硬毛。圆锥花序；苞片2，线状披针形，有硬毛，萼片4—5，白色，长圆形至倒卵状长圆形，先端渐尖，基部渐狭，外面生细毛，边缘密生白绒毛；雄蕊多数，无毛；心皮多数；生有白毛。瘦果近卵形，先端有宿存花柱，长达3厘米，弯曲，生羽毛。花期6—8月。果期7—9月。
生态分布生于山野林边、田埂及路旁。分布于我国东北、山西、山东、河北、内蒙古东部；朝鲜、俄罗斯远东地区也有分布。
品质标志以条匀、皮黑、肉白、坚实者为佳。
性状鉴别（1）根茎呈不规则地块，黄褐色，上端残留木质茎基，下侧丛生多数细根。根细长圆柱形，长约8—16厘米，直径1—4毫米，略弯曲，表面棕褐色或棕黑色，有细纵纹。质坚脆易折断，皮部与木部易脱离，断面平坦，类圆形，皮部灰黄色，木部黄白色。根茎质较坚韧，断面不平坦，纤维性。气微弱。味微苦。
（2）棉团铁线莲也作威灵仙入药，根茎呈短柱状，黄褐色，上端残留茎基，下侧从生细根。根长4—10厘米，径0.8—1.5毫米，表面阁楼褐色或棕褐色，有细纵纹，少数皮部脱落露出黄白色细条状木部；质坚脆，易折断；断面平坦，黄白色，木部与皮部间常有裂隙，木部类白色，略呈方形。根茎及茎基部质坚韧；折断面不平坦，纤维性。气微，味微苦。
