Одуванчик лекарственный — многолетнее травянистое растение высотой до 30 см, с маловетвистым стержневым корнем толщиной около 2 см и длиной около 60 см, в верхней части переходящим в короткое многоглавое корневище.
Листья одуванчика голые, перисто-надрезанные или цельные, ланцетные или продолговато-ланцетные, зубчатые, длиной 10—25 см, шириной 1,5—5 см, собранные в прикорневую розетку.
Цветоносная стрелка сочная, цилиндрическая, полая внутри, оканчивающаяся одиночной корзинкой язычковых обоеполых ярко-жёлтых цветков диаметром до 5 см. Цветоложе голое, плоское, ямчатое.
Формула цветка: {\displaystyle \uparrow K_{\infty }\;C_{(5)}\;A_{(5)}\;G_{({\overline {2}})}} [3].
Плод — серовато-бурая веретенообразная семянка с хохолком, состоящим из белых неветвистых волосков. Семянки прикреплены к цветоложу непрочно и легко разносятся ветром.
Все части растения содержат густой белый млечный сок, горький на вкус.
Цветёт одуванчик в мае—июне, иногда наблюдается осеннее цветение, плодоносит — с конца мая по июль.