多年生草本，高10-20厘米，植株暗绿色。根粗壮，呈圆锥形。茎略长于根生叶叶柄，较粗，直立，密被向下展的柔毛。基生叶叶片宽肾形或圆肾形，具长柄，长1.5-5厘米，宽2-6厘米，7-9浅裂，裂片半圆形，边缘具有缺刻状的钝齿；叶片两面几无毛，上面仅沿边缘有散生柔毛，下面沿脉有柔毛；叶柄粗，密被绒毛和向下展的柔毛；托叶具钝齿。

花集成伞房状聚伞花序，疏松，少花，黄绿色；花小，两性，无花瓣；花梗几等于萼筒，无毛；萼筒长，倒圆锥形或倒卵形，无毛；萼片微短于萼筒，副萼片明显短于萼片和窄于萼片；雄蕊1-5；花柱生子房基部或腹缝线上，子房上位。瘦果小，包被在萼筒内。

阿尔泰羽衣草为寒中生杂类草，山地草甸草地的建群种。分布在阿尔泰山海拔1200-2600米的河谷、山地，它适应于寒冷而湿润的气候，对水分要求较严，耐湿、耐寒性较强，但耐旱性较差，适宜生长在有机质含量较高的山地黑钙土上。以阿尔泰羽衣草为优势种或亚优势种组成的草地类型广泛分布在阿尔泰山北坡。其中在海拔1600-2 200米的中山带，它与西伯利亚羽衣草（Alchemilla sibirica）、高山黄花茅（Anthoxanthum alpinum）、西伯利亚早熟禾（Poa sibirica）、发草（Deschampsis caespitosa）、块根糙苏（Phlomis tuberosa）、草地老鹳草（Geranium pratense）、地榆（Sanguisorba officinalis）等中生植物分别组成不同的草地类型，草层高20-100厘米，总盖度60-100%；在海拔2200-2 600米的高山、亚高山带，它又可与西伯利亚羽衣草、高山黄花茅、高山早熟禾（Poa alpina）、珠芽蓼（Polygonum viviparum）、三界羊茅（Festuca kurtschumica）、细果薹草（Carex stenocarpa）等植物组成亚高山草甸草地类型，草层高5-45厘米，总盖度15-90%；在海拔1200-1400米的河谷、水沟边，它也形成小片的单一种的群落；阿尔泰羽衣草还以伴生种散生在其它草地类型中。