กระถินทุ่งเป็นไม้ล้มลุกปีเดียว คล้ายหญ้า ลำต้นสั้น

 ใบเดี่ยว เรียงเวียนซ้อนแน่นใกล้โคน รูปใบดาบหรือรูปเส้นท้าย กว้าง ๑-๒ มม. ยาว ๔-๓๕(-๖๐) ซม. ปลายแหลมเบี้ยวเล็กน้อย อาจมีลิ้นใบหรือไม่มี แผ่นใบมีสันตามยาว

 ช่อดอกแบบช่อเชิงลด แน่น ออกที่ปลายลำต้นกลางกลุ่มใบ ช่อตั้ง รูปไข่หรือรี กว้าง ๕-๗ มม. ยาว ๐.๘-๑ ซม. ก้านช่อดอกแบบก้านโดด เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๒ มม. ยาว ๔๐-๖๐ ซม. มีสันตื้นตามยาว ดอกสีเหลือง ใบประดับซ้อนเหลื่ยมคล้ายเกล็ดปลา ติดทน รูปไข่ กว้าง ๒-๓ มม. ยาว ๒-๔ มม. ผิวด้านนอกสีน้ำตาลหรือน้ำตาลอมเขียว เป็นมันใบประดับตรงกลางใหญ่สุด ขอบเรียบ ปลายแหว่งเป็นริ้ว ใต้ลงมามีแถบรูปรีแกมรูปสามเหลี่ยม ยาวประมาณ ๑ มม. เป็นสันตื้น สีจางกว่าส่วนอื่น ใบประดับด้านล่างมักไม่มีดอก ใบประดับบริเวณกลางและเหนือขึ้นไปมีซอกละ ๑-๒ ดอก บานไล่เลี่ยกัน กลีบเลี้ยง ๓ กลีบ กลีบข้าง ๒ กลีบ ขนาดเท่ากัน ติดทน รูปเรือ กว้างประมาณ ๑ มม. ยาวประมาณ ๕ มม. ปลายกว้างกว่าโคน แนวท้องเรือเป็นเส้นสีน้ำตาลเข้ม ด้านนอกเป็นสันจักฟันเลื่อยถี่ กลีบที่ ๓ รูปคุ่ม เป็นเยื่อบางคลุมกลีบดอก ร่วงเมื่อดอกบาน มี ๓ กลีบ รูปไข่กลับ ขนาดเท่ากันยาว ๓-๔ มม. ก้านกลีบดอกเป็นเส้น ยาวเท่ากับกลีบเลี้ยงเกสรเพศผู้สมบูรณ์ ๓ อัน ติดอยู่บนกลีบดอก ก้านชูอับเรณูสั้นติดที่ฐาน อับเรณูรูปขอบขนานแกมรูปไข่ แตกตามยาว เกสรเพศผู้เป็นหมัน ๓ อัน ติดสลับกับเกสรเพศผู้ที่สมบูรณ์ ปลายแยกเป็น ๒ แฉก มีขนยาวหนาแน่น รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ รูปไข่กลับ ยาวประมาณ ๓ มม. มีสันตามยาว ๓ สัน มี ๑ ช่อง และมีออวุลจำนวนมากติดตามแนวตะเข็บ ยอดเกสรเพศเมียแยกเป็น ๓ แฉก

 ผลแบบผลแห้งแตกกลางพู รูปไข่กลับ ยาว ๓-๔ มม. มีเมล็ดจำนวนมาก รูปไข่กลับ ยาวประมาณ ๑ มม.

 กระถินทุ่งมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคตะวันออกเฉียงใต้และภาคใต้ ขึ้นในที่โล่ง ตามที่ชื้นแฉะ หรือตามชายป่าที่เป็นดินทราย ตั้งแต่ระดับน้ำทะเลจนถึงสูงประมาณ ๑,๐๐๐ เมตร ออกดอกประมาณเดือนมิถุนายนถึงกันยายนเป็นผลเดือนกันยายนถึงพฤศจิกายน ในต่างประเทศพบที่กัมพูชา เวียดนาม และมาเลเซีย