獨活根頭及主根粗短，略呈圓柱形，長，長1.5-4cm，直徑1.5-3.5cm， 下部有數條彎曲的支根，長12-30cm，直徑0.5-1.5cm。表面粗糙，灰棕色，具不規則縱皺紋及橫裂紋，並有多數橫長皮孔及細根痕;根頭部有環紋，具多殖環狀葉柄痕，中內爲凹陷的莖痕。質堅硬，斷面灰黃白色，形成層環棕色，皮部有棕色油點(油管)，木部黃棕色;根頭橫斷面有大形賄部，亦有油點。香氣特異，味苦辛，微麻舌，以條粗壯、油潤、香氣濃者爲佳。
根橫切面：木栓層細胞壁微木化。皮層窄，有少數油室，徑向32-72μm，切向至120μm。韌皮部較寬，約佔根半徑的1/2，油室3-8列，圓形或長圓形，直徑24-80μm，外緣油室切向約至160μm，近形成層油室甚小;韌皮射線寬3-6列細胞。形成層成環。木質部導管稀少，單個或2-3個徑向排列。薄壁細胞含演粉粒。
粉末特徵：淡黃色或淡棕色，澱粉粒單粒類圓形，臍點、層紋不明顯;復粒由10數個分粒組成。油室多破碎，橫斷面周圍分泌細胞類長圓形，直徑9-22μm，胞腔內大多含黃綠以或淡黃棕以分泌物及油滴。網紋、螺紋導管直徑14-81μm。此外，有木栓細胞及類圓形或類長方形薄壁細胞。