杜牛膝是一种多年生草本植物，高度可达20至120厘米。其根系细长，直径约为3至5毫米，呈土黄色。茎部为四棱形，具有柔毛覆盖，节部略微膨胀，分枝对生。主要分布在湖北省的恩施市、五峰土家族自治县和长阳土家族自治县等地。

杜牛膝的叶片质地为纸质，形状多样，包括宽卵状倒卵形或椭圆状矩圆形，尺寸变化较大，长度通常在1.5至7厘米之间，宽度则在0.4至4厘米范围内。叶子的顶部呈现圆钝并带有突尖，底部则是楔形或圆形，边缘可以是全缘或波状缘。叶片表面可能密集生长着柔毛，也可能接近于无毛状态。叶柄的长度一般在5至15毫米左右，同样可能覆盖有柔毛或者几乎无毛。杜牛膝的穗状花序位于植株顶部，直立生长，长度在10至30厘米之间，花期过后会向下弯曲。总花梗具有棱角，粗壮而坚硬，上面密生着白色伏贴或展开的柔毛。花朵本身较小，长度约在3至4毫米之间，较为稀疏地分布在花序上。苞片为披针形，长度大约在3至4毫米，尖端逐渐变尖。小苞片呈现出刺状，长度在2.5至4.5毫米之间，坚硬光滑，有时还会带有紫色色调。小苞片的基部两侧各有一个薄膜质的翅膀，长度在1.5至2毫米，全缘，虽然紧贴在刺部，但是容易分离。花被片也是披针形，长度在3.5至5毫米，尖端逐渐变尖，在开花之后会变得坚硬并且锐利，有一条明显的脉络。雄蕊的长度在2.5至3.5毫米之间。退化的雄蕊顶端可能是截断状或是细圆齿状，周围还附带着分枝的流苏状长缘毛。杜牛膝的胞果呈卵形，长度在2.5至3毫米。种子为卵形，未受挤压，大小约为2毫米，颜色为棕色。花期通常在每年的6月至8月，而果实成熟的时间则是在10月份。

杜牛膝适应于较低海拔的地区，最低海拔记录为500米，而在较高海拔地区的生存上限为1500米。它偏好生长在山坡下的森林环境中以及开阔的草地上。

杜牛膝的原产地为缅甸。在中国，主要分布在湖北省的恩施市、五峰土家族自治县和长阳土家族自治县等地区。

杜牛膝的叶和根被认为具有甘味和寒性，据《本草纲目》记载，它们还有轻微的毒性。杜牛膝在传统医学中有多种用途，如治疗吐血、咽喉肿痛等症状。此外，它还可以用于外敷治疗风毒淋巴结结核、疔疮肿毒等疾病。