ข้าวต้มเป็นไม้พุ่ม สูง ๐.๕-๒ ม. ตามลำต้น ก้านใบ แกนช่อดอกและก้านดอกมีขนรูปดาวและขนธรรมดาปะปนกัน
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปไข่แกมรูปสามเหลี่ยมหรือรูปใบหอก กว้าง ๐.๕-๗ ซม. ยาว ๓-๑๕ ซม. ปลายแหลมหรือเรียวแหลมเป็นหางยาว ปลายสุดเป็นติ่งหนาม โคนเว้าตื้น ๆ เป็นรูปหัวใจถึงรูปตัด ขอบเรียบ เส้นโคนใบ ๕-๗ เส้น แผ่นใบด้านบนมีขนรูปดาวกระจัดกระจายอยู่ห่าง ๆ หรือเกลี้ยง ด้านล่างมีขนรูปดาวหนาแน่น ก้านใบยาว ๐.๕-๖.๕ ซม. หูใบรูปลิ่ม ยาว ๒-๕ มม.
ช่อดอกแบบช่อแยกแขนง ออกตามยอดหรือตามปลายกิ่ง ยาว ๒๐-๘๐ ซม. ดอกที่ออกตามง่ามใบใกล้ยอดเป็นดอกเดี่ยว ก้านดอกยาว ๑-๔.๕(-๘) ซม. มีข้อต่อใกล้ปลายก้าน ดอกบานเต็มที่กว้าง ๐.๙-๑.๓ ซม. ไม่มีริ้วประดับ กลีบเลี้ยงโคนติดกันเป็นรูประฆัง เส้นผ่านศูนย์กลาง ๓-๔ มม. ขอบแยกเป็นแฉกรูปสามเหลี่ยม ๕ แฉก ด้านนอกมีขน ด้านในเกลี้ยงหรือค่อนข้างเกลี้ยง กลีบดอก สีเหลืองอ่อน รูปไข่กลับ มี ๕ กลีบ ปลายกลีบมนหรือเว้าเล็กน้อย โคนกลีบมีเส้นสีเหลืองเข้มและมีขนครุย เกสรเพศผู้จำนวนมาก ก้านชูอับเรณูเชื่อมกันเป็นหลอดสั้นมาก ปลายแยกกัน รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๕ ช่อง แต่ละช่องมีออวุล ๓ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียมี ๕ อัน ยาว ๒-๓ มม. โคนติดกันเล็กน้อย ยอดเกสรเพศเมียเป็นตุ่ม
ผลแบบผลแห้งแยก รูปกรวยกลับ เส้นผ่านศูนย์กลาง ๐.๗-๑ ซม. เมื่อแก่แยกเป็น ๕ เสี่ยง แต่ละเสี่ยงมีติ่งหนามสั้น ๆ และมี ๑-๓ เมล็ด เมล็ดรูปไตแกมรูปไข่ เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๓ มม. สีดำ มีขน
ข้าวต้มมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ ภาคกลาง และภาคใต้ เป็นวัชพืชขึ้นตามที่รกร้าง ชอบแดดจัด ขึ้นได้ในที่ลุ่มจนถึงที่สูงจากระดับน้ำทะเลประมาณ ๖๐๐ ม. ในต่างประเทศพบที่ศรีลังกา ภูมิภาคอินโดจีน มาเลเซีย และอินโดนีเซีย.