กำปองหลวงเป็นไม้เถา ลำต้นเป็นร่องตื้น ๆ กิ่งก้านใบ และช่อดอกมีขนสั้นหนานุ่ม
ใบประกอบแบบขนนกปลายคี่ เรียงตรงข้าม ยาว ๑๕-๒๐ ซม. มีใบย่อย ๕ ใบ เรียงตรงข้ามกัน ๒ คู่ ใบย่อยรูปไข่ กว้าง ๔-๗ ซม. ยาว ๖-๑๐ ซม. หยักเป็น ๓ แฉกตื้น ๆ ปลายเรียวแหลม โคนมนกว้างถึงมนแกมรูปหัวใจ ขอบหยักซี่ฟันแผ่นใบมีขนสั้นหนานุ่มทั้ง ๒ ด้าน มีเส้นโคนใบ ๓ เส้น เห็นชัด
ช่อดอกแบบช่อแยกแขนง ออกตามง่ามใบและปลายกิ่ง ยาว ๑๐-๒๕ ซม. มีดอก ๓-๒๐ ดอก สีนวล เส้นผ่านศูนย์กลาง ๓.๕-๔ ซม. ไม่มีกลีบดอก กลีบเลี้ยง ๔ กลีบ รูปขอบขนาน ปลายมน กว้างประมาณ ๘ มม. ยาวประมาณ ๒.๖ ซม. ด้านนอกมีขนสั้นหนานุ่ม ด้านในมีขนประปราย เมื่อดอกบานกลีบจะม้วนออก เกสรเพศผู้และเกสรเพศเมียมีจำนวนมาก
ผลเป็นผลกลุ่ม ผลย่อยแบบผลแห้งเมล็ดล่อน แบน กว้าง และยาวประมาณ ๔ มม. ปลายยาว มีหางยาว ๓-๔ ซม. ซึ่งเกิดจากก้านยอดเกสรเพศเมียติดอยู่ ขนยาวช่วยให้ผลลอยลม
กำปองหลวงมีเขตการกระจายพันธุ์ทางภาคเหนือ ขึ้นตามชายป่าดิบเขาที่สูงจากระดับน้ำทะเล ๑,๕๐๐-๒,๐๐๐ ม. ในต่างประเทศพบที่อินเดียและพม่า.