ชาฤๅษีดอยตุงเป็นไม้ล้มลุกหลายปี สูง ๑๐- ๓๐ ซม. อาจพบสูงได้ถึง ๗๐ ซม. ส่วนโคนค่อนข้างแข็งคล้ายมีเนื้อไม้

 ใบเดี่ยว เรียงตรงข้ามสลับตั้งฉาก ใบใกล้ยอดมี ๔-๑๐ คู่ รูปไข่ รูปไข่กลับ หรือรูปรี กว้าง ๑๐-๑๒.๕ ซม. ยาว ๒๗-๔๐ ซม. ปลายแหลม โคนสอบเรียวไปยังก้านใบ ขอบหยักมน แผ่นใบบางคล้ายกระดาษด้านบนสีเขียวอ่อน มีขนต่อม ด้านล่างมีขนสีน้ำตาลอ่อน เส้นแขนงใบข้างละ ๑๓-๑๕ เส้น เส้นใบย่อยแบบร่างแห เห็นชัดทางด้านล่าง ก้านใบยาว ๖-๑๒ ซม. แผ่เป็นปีกแคบ

 ช่อดอกแบบช่อกระจุกเชิงประกอบ มี ๑-๒ ช่อ ออกตามซอกใบใกล้ปลายยอดหรือบริเวณปลายยอดก้านช่อดอกสีแดงเข้มหรือสีเขียว ยาว ๘-๓๕ ซม. เส้นผ่านศูนย์กลาง ๑.๕-๒ มม. มีดอกจำนวนมาก ก้านดอกยาว ๐.๖-๑.๕ ซม. ใบประดับรูปหัวใจหรือรูปแถบ

มีขนาดเล็กลงไปทางปลายช่อ กลีบเลี้ยงสีเขียวปลายสีน้ำตาล โคนเชื่อมติดกันประมาณ ๑ มม. ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปแถบแคบ กว้าง ๐.๕-๑ มม. ยาว ๔.๕-๗.๕ มม. ปลายมน เกลี้ยง กลีบดอกสีชมพู โคนเชื่อมติดกันเป็นรูประฆัง ยาว ๗-๘ มม. สีชมพูอ่อนแต้มสีเหลือง ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปกลมหรือรูปไข่กว้าง กว้าง ๖-๗ มม. ยาวประมาณ ๕ มม. ปลายมน เกสรเพศผู้ ๕ เกสร ติดอยู่ในหลอดกลีบดอก ที่สมบูรณ์ ๒ เกสร ก้านชูอับเรณูรูปแถบ กว้างประมาณ ๑.๕ มม.

ยาว ๐.๗-๑ ซม. สีขาวนวล ตรงกลางโค้ง อับเรณูสีเหลืองนวล กว้างและยาว ๒-๔ มม. ปลายอับเรณูโค้งจดกัน เกสรเพศผู้ที่เหลืออีก ๒-๓ เกสรเป็นหมันรูปแถบ ยาวประมาณ ๒ มม. ปลายสีขาวหรือสีชมพูอ่อน จานฐานดอกรูปวงแหวน รังไข่อยู่เหนือวงกลีบรูปทรงรี กว้างประมาณ ๑ มม. ยาว ๔-๖ มม. สีเขียวมี ๒ ช่อง แต่ละช่องมีออวุลจำนวนมาก ก้านยอดเกสรเพศเมียโค้งเฉียง ยาว ๓-๔ มม. สีขาวหรือสีเขียวอ่อน ยอดเกสรเพศเมียเป็นตุ่มและมีขนต่อม

 ผลแบบผลแห้งแตก รูปทรงกระบอก เรียวยาวกว้างประมาณ ๑.๘ มม. ยาว ๕-๖.๘ ซม. ผลแก่บิดเป็นเกลียว เกลี้ยง มีกลีบเลี้ยงติดทนและขยายใหญ่หุ้มที่โคน เมล็ดขนาดเล็ก รูปคล้ายกระสวย มีจำนวนมาก

 ชาฤๅษีดอยตุงเป็นพรรณไม้ถิ่นเดียวของไทยมีเขตการกระจายพันธุ์ทางภาคเหนือ พบตามยอดเขาหินปูน ที่เปิดโล่งตามป่าดิบเขา ที่สูงจากระดับทะเล ๑,๑๐๐-๑,๕๐๐ ม. ออกดอกเดือนกรกฎาคมถึงกันยายน เป็นผลเดือนกันยายนถึงพฤศจิกายน.