ไม้พุ่ม กิ่งอ่อนมีเกล็ดสีน้ำตาลแดงและมีขนยาวสีน้ำตาล ใบเดี่ยว เรียงเวียนเป็นกลุ่มที่ปลายกิ่ง รูปขอบขนาน รูป ขอบขนานแกมรูปรี หรือรูปขอบขนานแกมรูปไข่กลับ มีขนยาวสีน้ำตาลหนาแน่น ช่อดอกแบบช่อกระจะ ออก ที่ปลายกิ่ง กลีบดอกเชื่อมติดกันคล้ายรูปกรวยแกมรูประฆัง ดอกสีขาวหรือสีขาวอมชมพู ขอบย่นเป็นคลื่น ๆ สีชมพูเรื่อ ๆ ภายในหลอดกลีบดอกมีประสีเหลือง ผลแบบผลแห้งแตก รูปกระสวย เมล็ดขนาดเล็ก แบน มีจำนวนมาก มีปีกบางใสล้อมรอบ
ดอกสามสีเป็นไม้พุ่ม สูง ๒-๕ ม. แตกกิ่งระเกะ ระกะเป็นพุ่มใหญ่ กิ่งอ่อนมีเกล็ดสีน้ำตาลแดงและมีขน ยาวสีน้ำตาล แต่ต่อมาขนจะร่วงไปเกือบหมด
ใบเดี่ยว เรียงเวียนเป็นกลุ่มที่ปลายกิ่ง รูปขอบ ขนาน รูปขอบขนานแกมรูปรี หรือรูปขอบขนานแกมรูป ไข่กลับ กว้าง ๑.๕-๓ ซม. ยาว ๔-๗ ซม. ปลายแหลมเป็น ติ่งสั้น โคนสอบ ขอบเรียบ มีขนยาวสีน้ำตาลหนาแน่น เส้นแขนงใบข้างละ ๖-๘ เส้น ปลายเส้นโค้งจดกับเส้น ถัดไปก่อนถึงขอบใบ ก้านใบยาว ๕-๗ มม.
ช่อดอกแบบช่อกระจะ ออกเป็นกลุ่มตามปลายกิ่ง ช่อละ ๓-๕ ดอก ใบประดับเรียว ยาว ๓-๓.๕ ซม. มีขน สีขาวเป็นมัน ตาดอกคล้ายพุ่มเจดีย์ ยาว ๓-๔ ซม. ประกอบด้วยกาบรูปสามเหลี่ยม เรียงเวียนซ้อนกันเป็น ชั้น ๆ ขอบกาบมีขนสั้นสีขาว ตรงกลางกาบด้านนอกมีเกล็ด สีน้ำตาลอมเหลือง ดอกตูมสีขาวอมชมพูถึงสีชมพู กลีบ เลี้ยงยาว ๒-๓ มม. โคนเชื่อมติดกัน ปลายแยกเป็น ๕ แฉก ขนาดไม่เท่ากัน มีเกล็ดปกคลุม กลีบดอกเชื่อมติดกัน คล้ายรูปกรวยแกมรูประฆัง สีขาวหรือสีขาวอมชมพู ยาว ๓-๕ ซม. ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปค่อนข้างกลม กว้าง ๒.๘-๓.๒ ซม. ยาว ๓-๔ ซม. ขอบย่นเป็นคลื่น สีชมพูเรื่อ ๆ ภายในหลอดกลีบดอกมีประสีเหลืองเป็นทางลงไปถึงโคน ด้านนอกมีเกล็ดประปราย โคนหลอดกลีบดอกมีขนสั้น สีขาวทั้ง ๒ ด้าน เกสรเพศผู้ ๑๐ เกสร ยาวใกล้เคียงกัน ประมาณ ๕ ซม. โคนก้านชูอับเรณูมีขนสีขาว รังไข่อยู่ เหนือวงกลีบ ทรงรูปไข่ ยาวประมาณ ๕ มม. มีเกล็ดหนา แน่น มี ๕ ช่อง แต่ละช่องมีออวุลจำนวนมาก ก้านยอด เกสรเพศเมียเรียวยาว ยอดเกสรเพศเมียเล็กเป็นตุ่ม แป้น
ผลแบบผลแห้งแตก รูปกระสวย กว้าง ๐.๘-๑.๒ ซม. ยาว ๑.๗-๒.๖ ซม. ผิวแห้ง แข็ง ขรุขระ ผลแก่แตก เป็น ๕ เสี่ยง เมล็ดขนาดเล็ก แบน มีจำนวนมาก มีปีก บางใสล้อมรอบ
ดอกสามสีมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศ ไทยทางภาคเหนือและภาคตะวันออกเฉียงเหนือ พบขึ้น เป็นกลุ่มบนที่โล่งแจ้งตามโขดหิน บนภูเขาหินทราย ที่ สูงจากระดับทะเล ๑,๐๐๐-๑,๖๐๐ ม. ออกดอกเดือน กุมภาพันธ์ถึงพฤษภาคม ในต่างประเทศพบที่จีนตอนใต้ ลาว และเวียดนามตอนเหนือ.