和名の由来は葉の形が牡丹に似ていることからといわれている。
茎は中空、円筒形、わずかな斜上毛があるだけでほぼ無毛。葉は3出複葉で、小葉がさらに浅く2～3裂し、小葉の先や鋸歯はあまり尖らない。花は直径1～1.5㎝で、黄色い5弁花。花弁は光沢が強く、花弁基部に鱗片状の蜜腺がある。雄しべ多数、雌しべ多数。萼片5個。集合果はコンペイ糖のよう球形。痩果は扁平で長さ3.5～4㎜、はっきりした稜がなく、花柱の先がとげのようになり、鉤状に曲がる。
類似種の
ケキツネノボタンは全体に開出毛や伏毛が多く、葉の幅がやや狭く、切れ込みが深く、鋸歯がとがる。痩果ははっきり扁平で、3稜があり、とげの先がそれほど曲がらない。ケキツネノボタンには開出毛が少なく、果実の刺が曲がるものもあるが、伏毛の有無や葉形、痩果などで判別する。
変種の
ヤマキツネノボタンは小型で、花茎が細長く、斜上毛が多い。痩果はキツネノボタンと似ていて、痩果の先のとげが曲がる。
外来のトゲミノキツネノボタンは全体にほとんど無毛、鋸歯が欠刻状で、痩果の両面に軟弱な刺状突起を散生する。
