Двулетнее или многолетнее травянистое растение высотой 50-150 см. Стебли прямостоячие, ветвистые, реже простые, слабо бороздчатые, крылатые. Крылья усажены длинными колючками. Листья очередные, перистовыемчатые, с толстой средней жилкой, по краям с острыми колючками. Корзинки крупные, диаметром 3-6 см, одиночные, поникающие. Листочки обёртки с яйцевидным основанием, продолженные в ланцетно-шиловидную колючку. В каждой корзинке до 100 обоеполых трубчатых цветков с пурпурными или розовыми венчиками. Плоды — светло-серые или светло-оливковые семянки с белым хохолком. Цветёт с июня до сентября, семянки созревают в июле-октябре. Преимущественно европейско-кавказско-малоазиатский вид. В России встречается в европейской части, на Северном Кавказе и в Западной Сибири. Распространён во всех областях Средней России, в чернозёмной полосе обыкновенно, севернее реже.
Растёт в степях, на сухих лугах, опушках, выходах известняка, мусорных местах, обочинах дорог. Хороший медонос.
Полиморфный вид, представленный в основном двумя подвидами: с листьями, опушёнными с нижней стороны членистыми волосками, и Чертополох гладколистный, имеющий голые листья.
