ตอกภูหลวงเป็นไม้พุ่ม สูง ๑.๕-๒ ม. กิ่งอ่อนเป็นสี่เหลี่ยม มีขนรูปดาว ขนมีกิ่ง และขนรูปตัววาย สีน้ำตาลอมเหลืองหรือสีน้ำตาล มีต่อมสีเหลืองหนาแน่นตามกิ่งอ่อน กิ่งแก่ค่อนข้างเกลี้ยง มีช่องอากาศกระจายทั่วไป
ใบเดี่ยว เรียงตรงข้ามสลับตั้งฉาก รูปรี รูปใบหอก รูปรีแกมรูปใบหอก หรือรูปรีแคบ กว้าง ๒-๔ ซม. ยาว ๘-๑๘ ซม. ปลายยาวคล้ายหางหรือเรียวแหลม โคนรูปลิ่ม ขอบหยักซี่ฟันหรือจักฟันเลื่อย แผ่นใบบางคล้ายกระดาษ ด้านบนมีขนรูปดาว ขนมีกิ่ง และขนรูปตัววายสีน้ำตาลประปรายตามเส้นกลางใบและเส้นแขนงใบ ด้านล่างมีขนหนาแน่นกว่าและมีต่อมสีเหลืองกระจายทั่วไป เส้นกลางใบค่อนข้างแบนทางด้านบน นูนเด่นชัดทางด้านล่าง เส้นแขนงใบข้างละ ๖-๑๐ เส้น เส้นใบย่อยแบบร่างแห ก้านใบยาว ๐.๓-๑ ซม. มีขนหนาแน่น
ช่อดอกแบบช่อกระจุกเชิงประกอบกึ่งช่อกระจะ ออกเหนือซอกใบ กว้าง ๑-๒.๘ ซม. ยาว ๒-๓.๕ ซม. ก้านช่อดอกสีม่วงอมน้ำตาล ยาว ๑.๕-๒ ซม. ใบประดับรูปคล้ายใบ ก้านใบประดับสั้นกว่าก้านช่อดอก ใบประดับย่อยรูปแถบถึงรูปแถบแกมรูปใบหอก ยาว ๐.๕-๕ มม. ร่วงง่าย ก้านดอกยาว ๐.๘-๑.๒ มม. ดอกสีชมพูอมม่วงหรือสีชมพู กลีบเลี้ยงสีม่วงอมเขียว ยาว ๐.๘-๑.๓ มม. โคนเชื่อมติดกันเป็นรูปถ้วย ยาว ๐.๗-๑.๒ มม. ปลายหยักแหลมเล็กน้อย ด้านนอกมีขนสีน้ำตาลรูปดาวและต่อมสีเหลืองประปรายด้านในเกลี้ยงหรือมีต่อมสีเหลืองประปราย กลีบดอกยาว ๒.๓-๓ มม. โคนเชื่อมติดกันเป็นหลอด ยาว ๑.๗-๒ มม. ปลายแยกเป็น ๔ แฉก แต่ละแฉกรูปไข่หรือรูปค่อนข้างกลม ปลายมน ขอบมีขนครุย ด้านนอกมีขนรูปดาวและขนสั้นนุ่มสีน้ำตาล มีต่อมสีเหลืองประปราย ด้านในเกลี้ยงหรือมีต่อมสีเหลืองประปราย เกสรเพศผู้ ๔ เกสร ก้านชูอับเรณูสีขาวอมชมพู ยาวพ้นกลีบดอก อับเรณูสีเหลือง รูปรีกว้าง แตกตามยาว รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ ทรงรูปไข่หรือรูปทรงค่อนข้างกลม มีขนสีน้ำตาลรูปดาวประปรายและต่อมสีเหลืองที่ส่วนปลาย มี ๒ ช่อง แต่ละช่องมีออวุล ๒ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียยาวกว่าเกสรเพศผู้เล็กน้อย ยอดเกสรเพศเมียค่อนข้างหนา แยกเป็นแฉกสั้น ๒ แฉก
ผลคล้ายผลผนังชั้นในแข็ง รูปทรงค่อนข้างกลม ยาว ๑.๘-๒.๕ มม. ผลอ่อนสีเขียว ผิวค่อนข้างเกลี้ยงหรือเกลี้ยง มีต่อมสีเหลืองประปราย มีกลีบเลี้ยงติดทนที่โคนผล ยาว ๐.๘-๑.๕ มม. เมล็ดขนาดเล็ก
ตอกภูหลวงเป็นพรรณไม้ถิ่นเดียวของไทย มีเขตการกระจายพันธุ์ทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ พบตามป่าดิบเขา ที่สูงตั้งแต่ใกล้ระดับทะเลปานกลางจนถึงประมาณ ๑,๓๐๐ ม. ออกดอกและเป็นผลเดือนเมษายนถึงกรกฎาคม.