5-30 cm de haut.

Thérophyte à tige dressée, anguleuse, simple ou rameuse, peu feuillée. Feuilles de petite taille, sessiles, les radicales obovales, en rosette se desséchant plus ou moins à la floraison, les caulinaires étalées, ovales-oblongues, à 1 nervure. Fleurs bleues, assez grandes (20 à 30 mm de long sur 6 à 10 de large), pédonculées, axillaires et terminales, peu nombreuses (2-6). Calice ovoïde, à angles munis d'ailes de largeur généralement supérieure ou égale à 1 mm. Corolle à tube étroit (diamètre inférieur à la moitié de celui de la corolle épanouie) et à grands lobes (généralement plus de 8 mm de long). Intérieur du tube peu ou pas visible, gorge blanche ou bleu vif. Les étamines, au nombre de cinq, sont caractérisées par des filets insérés sur le bas des pétales. Le gynécée est constitué de cinq carpelles soudés. Le fruit est une capsule sessile.

Assez simple.

Gentiana nivalis L., également annuelle et à tige ramifiée, plus petite, en particulier au niveau des fleurs, avec calice étroitement oblong et à angles non ou à peine ailés et corolle à lobes généralement de moins de 7 mm de long ; Gentiana verna L., qui présente également des calices ailés à maturité, mais est une plante vivace à tige simple et à rosette de feuilles basales restant dense même à la floraison.

Cette espèce, estivale, fleurit en juillet-août.

La Gentiane à calice renflé est une plante des bas-marais basiphiles et des pelouses méso- à hygrophiles, se rencontrant à 1600-2400 m d'altitude.

Orophyte centre-européenne présente en Savoie (Parc national de la Vanoise). Dernière observation en 2016 en Alsace (Haut-Rhin).