Двулетнее, иногда многолетнее травянистое растение высотой от 50 до 160 см, с веретеновидным корнем. Стебли прямостоячие, ребристые, ветвящиеся, как и всё растение, опушены мельчайшими звездчатыми сероватыми волосками. Листья яйцевидные или продолговато-ланцетные, прикорневые и нижние стеблевые с короткими черешками, средние и верхние— сидячие, снизу густо опушённые, туповатые или заострённые, городчатые по краю. Цветки собраны по 2-7 в пучки, которые на верхушках стеблей образуют ветвистые пирамидальные соцветия-метёлки. Чашечка глубоко рассечённая на пять треугольно-ланцетных долей. Венчик жёлтый, диаметром до 2 см, колесовидный, слегка неправильный, лепестки с прозрачными точками. Нити тычинок опушены белыми волосками; пыльники почковидные, оранжевые. Плоды — эллиптические коробочки. Цветёте мая до сентября, плоды созревают в июне-сентябре.Почти весь ареал вида располагается в Европе, лишь на востоке он заходит на Кавказ. В России распространён в европейской части и на юго-западе Западной Сибири. В Средней России произрастает почти во всех областях, кроме самых северных и северо-западных.
В чернозёмной полосе это довольно обычное растение степей, сухих лугов, окраин полей и дорог. В Нечерноземье встречается реже, преимущественно по долинам крупных рек и как заносное вдоль дорог.
По всей чернозёмной полосе Средней России (а севернее как заносное) растёт в степях, зарослях степных кустарников, на известняках, по насыпям железных дорог —Коровяк фиолетовый — многолетник высотой 30-70 см, с прямостоячим тонким стеблем. Листья у него почти все прикорневые, продолговато-яйцевидные или почти сердцевидные, с длинными черешками. Цветки на длинных цветоножках, собраны на верхушке стебля в рыхлое соцветие-кисть. Венчик фиолетовый, диаметром 2,5-3 см. Цветёт в мае-июле, плоды созревают в июне-августе.
В южных областях Средней России и приволжских районах изредка встречается похожий вид — Коровяк ржаво-красный со светло-красным венчиком.