หญ้าเจ้าชู้เป็นไม้ล้มลุกจำพวกหญ้า อายุหลายปี ลำต้นทอดนอนไปตามพื้นดินได้ไกล ตามลำต้นมีกาบใบแก่หุ้มอยู่ ลำต้นตั้งตรง สูง 15–25 เซนติเมตร ไม่ค่อยแตกแขนง ใบมักจะมีมากที่โคนต้น กาบใบยาว 1–3 เซนติเมตร กาบอันสุดท้ายยาวถึง 6 เซนติเมตร หุ้มรอบลำต้น มีลายตามยาว บางทีมีสีม่วง มีขนยาวนุ่มประปรายที่รอยต่อระหว่างกาบใบและตัวใบ ตามขอบใบตรงด้านในมีขนหนาแน่น ตัวใบ กว้าง 3–5 มิลลิเมตร ยาว 2–8 เซนติเมตร ใบบนสุดลดรูปลงเหลือขนาดเล็กมาก ขอบใบสากคาย ขอบจัก แหลมห่าง ๆ บริเวณโคนใบเป็นตุ่ม ๆ และมีขน เนื้อใบบาง เป็นมัน

หญ้าเจ้าชู้ออกดอกที่ยอดเป็นช่อกระจาย ยาว 3–6 เซนติเมตร แข็ง ตั้งตรง สีม่วงแกมแดง ช่อดอกย่อยติดกันเป็นกระจุกที่ปลายแขนงช่อ กระจุกละ 3 ช่อ แต่มีเพียงดอกเดียวเท่านั้นที่เป็นดอกสมบูรณ์เพศ และไม่มีก้านดอก โคนดอกมีเซลล์แข็ง ๆ ส่วนอีกสองดอกเป็นดอกเพศผู้ มีก้านดอก ยาวประมาณ 5 มิลลิเมตร มีขน ช่อดอกย่อยที่ ไม่มีก้าน ยาว 3–4 มิลลิเมตร กาบช่อดอกย่อยอันล่างรูปใบหอก หลังแบน มีเส้น 2 เส้น ปลายแยกเป็น 2 ยอดแหลม ตามขอบใกล้ปลายมีขนสาก กาบช่อดอกย่อยอันบน ยาว 2.5–3.5 มิลลิเมตร ลักษณะคล้ายท้องเรือ กาบล่างของดอก (sterile lemma) ยาว 2.5–3 มิลลิเมตร รูปใบหอก ปลายแหลม บางใส ขอบมีขน ส่วนกาบล่างอีกอันหนึ่ง (fertile lemma) ยาว 2.5–3 มิลลิเมตร บางใส แคบ ปลายมีหนามแหลม ยาวประมาณ 5 มิลลิเมตร กาบบนของดอก บางใส ปลายแหลม ยาว 1.6 มิลลิเมตร อับเรณูยาวประมาณ 1 มิลลิเมตร สีส้ม ปลายเกสรเพศเมียมี 2 อัน เห็นเด่นซัดยื่นออกมาจากกลางช่อดอกย่อย ยาว 1–1.5 มิลลิเมตร มีขนยาวละเอียดเป็นมัน เป็นพู่คล้ายขนนก[2]