相思子是藤本植物。茎细弱，多分枝，被锈疏白色糙伏毛。羽状复叶；小叶8-13对，膜质，对生，近长圆形，长1-2厘米，宽0.4-0.8厘米，先端截形，具小尖头，基部近圆形，上面无毛，下面被稀疏白色糙伏毛；小叶柄短。

总状花序腋生，长3-8厘米；花序轴粗短；花小，密集成头状；花萼钟状，萼齿4浅裂，被白色糙毛；花冠紫色，旗瓣柄三角形，翼瓣与龙骨瓣较窄狭；雄蕊9;子房被毛。

荚果长圆形，果瓣革质，长2-3.5厘米，宽0.5-1.5厘米，成熟时开裂，有种子2-6粒；种子椭圆形，平滑具光泽，上部约三分之二为鲜红色，下部三分之一为黑色。花期3-6月，果期9-10月。