ขี้เหล็กเลือดเป็นไม้ต้น สูง ๕-๑๐ ม. กิ่งอ่อนและใบอ่อนมีขนสีเหลืองหนานุ่ม ยอดอ่อนสีแดง
ใบประกอบแบบขนนกปลายคู่ เรียงเวียน แกนกลางยาว ๒๐-๓๐ ซม. ก้านใบประกอบยาว ๑-๒ ซม. หูใบเบี้ยวเป็นรูปติ่งหู ยาว ๑.๕-๒ ซม. มีใบย่อย ๑๐-๒๐ คู่ ใบย่อยรูปขอบขนาน กว้าง ๑-๑.๕ ซม. ยาว ๒-๖ ซม. ปลายเป็นติ่ง โคนมน แผ่นใบค่อนข้างเกลี้ยงถึงมีขนหนานุ่มทั้ง ๒ ด้าน ก้านใบย่อยสั้น
ช่อดอกแบบช่อกระจะ ออกตามปลายกิ่งและตามง่ามใบใกล้ยอด ยาว ๑๐-๓๐ ซม. ใบประดับรูปไข่ปลายแหลม กว้างประมาณ ๑.๕ ซม. ยาวประมาณ ๒ ซม. ร่วงง่าย ดอกสีเหลือง ก้านดอกยาว ๑-๓ ซม. มีขนนุ่ม กลีบเลี้ยง ๕ กลีบ รูปไข่แกมรูปขอบขนาน ปลายมน ยาว ๐.๗-๑.๕ ซม. มีขนนุ่ม กลีบดอก ๕ กลีบ รูปไข่กลับ กว้าง ๑-๑.๕ ซม. ยาว ๑.๕-๒ ซม. เกสรเพศผู้ ๑๐ อัน เกสรเพศผู้ที่สมบูรณ์ ๗ อัน มีขนาดใหญ่ ๒ อัน ก้านชูอับเรณูยาว ๒-๔ มม. อับเรณูยาว ๐.๘-๑ ซม. มีรูเปิดที่ปลาย เกสรเพศผู้อีก ๕ อันขนาดเล็กกว่า และมีรูเปิดที่ปลาย เกสรเพศผู้ที่เหลือ ๓ อัน ลดรูปเล็กลง มีขนาดประมาณ ๒ มม. รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๑ ช่อง มีออวุลมาก
ผลแบบผลแห้งแตกสองแนว รูปขอบขนาน กว้าง ๑-๑.๕ ซม. ยาว ๘-๑๖ ซม. มีเมล็ด ๑๐-๓๐ เมล็ด รูปรีแบน กว้างประมาณ ๕ มม. ยาวประมาณ ๗ มม.
ขี้เหล็กเลือดมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทั่วทุกภาค ขึ้นตามป่าโปร่งและชายป่า โดยเฉพาะตามเชิงเขาหินปูน ที่สูงจากระดับน้ำทะเลไม่เกิน ๕๐๐ ม. ในต่างประเทศพบที่ศรีลังกา ภูมิภาคอินโดจีน ไปจนถึงตอนเหนือของทวีปออสเตรเลีย
แก่น เปลือกและใบ ใช้เป็นยา.