多年生草本，高50~80厘米。主根深长，棒状，稍带木质。干燥的根呈圆柱形，极少有分歧，上端较粗，下端较细，两端平坦，长20~70cm，粗1~3cm，表面灰黄色或淡棕褐色，全体有不整齐的纵皱纹或纵沟，气微弱而特异，味微甜，嚼之有豆腥气。花期6~7月，果期8~9月。秋季采挖。

皂苷类在黄芪及其同属近缘共分离出四十余种三萜皂苷,其结构为四环三萜及五环三萜苷类,苷的糖多为葡萄糖、半乳糖、鼠李糖,多接于苷元3,6位。有些苷的某些羟基乙酰化,膜荚黄芪中分离出黄芪苷Ⅰ、黄芪苷Ⅱ。在膜荚黄芪中有乙酰黄芪苷Ⅰ(Acetytastragaloside)、黄芪苷(Astragalo side)Ⅰ～Ⅷ、异黄芪苷(Isoastragaloside)Ⅰ～Ⅱ、黄芪皂苷乙(Atramembrannin)、环黄芪醇(Cycloastragenol)(Cyclosiversigenin)和大豆皂苷(ISoyasaponin);膜荚黄芪皂苷呆板厂蒙古黄芪中有黄芪苷1、I、W和大豆皂苷1。