ชาก้านยาวเป็นไม้ล้มลุกหลายปี สูง ๑๕-๓๐ ซม. ต้นตั้งตรง ไม่แตกกิ่ง มีขนคล้ายใยแมงมุมสีน้ำตาลอ่อน โคนต้นอวบหนาแตกเป็นแขนงใหญ่ แทรกตามซอกหิน ๓-๕ แขนง และมีรากแขนงจำนวนมากแผ่ตามแผ่นหิน อาจมีหน่อขนาดเล็กอยู่ที่โคนลำต้น

 ใบเดี่ยว เรียงตรงข้ามสลับตั้งฉาก ๔-๖ คู่ รูปไข่กว้าง กว้าง ๘-๑๐ ซม. ยาว ๑๐-๑๖ ซม. ปลายแหลมหรือมน โคนรูปหัวใจ ขอบหยักมนไม่เท่ากัน เส้นแขนงใบด้านบนสีเขียวเข้ม เห็นชัดทางด้านล่าง แผ่นใบด้านล่างสีเหลืองซีดและมีขนคล้ายใยแมงมุมบาง ๆ

 ช่อดอกแบบช่อกระจุกด้านเดียวเชิงประกอบออกตามซอกใบใกล้ยอด ๔-๑๐ ช่อ แต่ละช่อมีดอกประมาณ ๕ คู่ ก้านช่อดอกยาว ๖.๕-๙ ซม. ก้านช่อที่อยู่ด้านล่างสั้นกว่าด้านบน ใบประดับก้านช่อลดรูปคล้ายใบ รูปเกือบกลม กว้างและยาวประมาณ ๑ ซม. ก้านดอกยาวประมาณ ๕ มม. ดอกสีม่วงอมชมพูอ่อน กลีบเลี้ยงสีเขียวปลายสีแดง โคนเชื่อมติดกันปลายแยกเป็น ๕ แฉก แยกเป็น ๒ ซีก ซีกบน ๓ แฉก อยู่ใกล้กันและแนบชิดกับโคนหลอดกลีบดอกด้านบนซีกล่าง ๒ แฉก รูปขอบขนาน กว้างประมาณ ๒.๕ มม. ยาวประมาณ ๕.๕ มม. ปลายมนหรือแหลม กลีบดอกคล้ายรูประฆังเบี้ยว ปากกว้าง โคนเชื่อมติดกันยาว ๑.๕-๒ ซม. ภายในหลอดสีเขียวอ่อน ปลายแยกเป็น ๕ แฉก แยกเป็น ๒ ซีก ซีกบน ๒ แฉก ซีกล่าง ๓ แฉก แฉกรูปเกือบกลม กว้างและยาวประมาณ ๓ มม. ปลายมนกลม เกลี้ยง เกสรเพศผู้ ๕ เกสร ติดอยู่ในหลอดกลีบดอก ที่สมบูรณ์มี ๒ เกสร ก้านชูอับเรณูเป็นแถบ ยาวประมาณ ๒ มม. สีขาว โค้งถ่างออกตรงกลาง อับเรณูสีเหลือง ขนาด ๒.๕-๓ มม. เกสรเพศผู้ที่เหลืออีก ๓ เกสร ไม่สมบูรณ์ อยู่ใกล้โคนหลอดกลีบดอก ลักษณะคล้ายก้านชูอับเรณู มีขนาดเล็กและสั้นสีขาว รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ คล้ายรูปกรวยคว่ำ ยาวประมาณ ๒ มม. เกลี้ยง มี ๒ ช่อง แต่ละช่องมีออวุลจำนวนมาก ก้านยอดเกสรเพศเมียยาวประมาณ ๕ มม. ยอดเกสรเพศเมียรูปลิ้น สีขาว

 ผลแบบผลแห้งแตก รูปทรงกระบอกแคบ กว้าง ๒-๔ มม. ยาว ๒-๔ ซม. บิดเป็นเกลียวห่าง ปลายเรียวสีเขียว เมื่อแก่เปลี่ยนเป็นสีน้ำตาลแดง มีกลีบเลี้ยงติดทนขยายใหญ่หุ้มอยู่ที่โคน ก้านช่อผลสีน้ำตาลแดงเข้ม เมล็ดขนาดเล็ก มีจำนวนมาก รูปคล้ายกระสวยสั้น สีน้ำตาลเข้ม

 ชาก้านยาวเป็นพรรณไม้ถิ่นเดียวของไทยมีเขตการกระจายพันธุ์ทางภาคตะวันตกเฉียงใต้ พบตามป่าผลัดใบ ตามภูเขาหินปูน ที่สูงจากระดับทะเล ๒๐๐-๔๐๐ ม. ออกดอกและเป็นผลเดือนกรกฎาคมถึงตุลาคม.