Взрослые растения. Высота 10-15 см.
Многолетнее травянистое растение с прямостоячими четырехгранными слабоветвистыми стеблями, высотой 10-40 см. Листья черешковые, супротивные, продолговатояйцевидные, тупые. Верхняя пара листьев расположена прямо под соцветием. Цветки фиолетовые, реже белые, двугубые, в мутовках-полузонтиках, собранных в колосовидное верхушечное соцветие. Каждый цветок находится в пазухе широкого прицветника. Плод по созревании распадается на четыре шиповатых орешка. Цветет в июне-сентябре.
Мезофит; дает две генерации листьев в сезон. В условиях лесостепи ведет себя как полуэфемероид, в засушливые годы в степных ценозах теряет значительную часть листьев. Под пологом леса, на полянах - это длительно вегетирующее растение без заметной депрессии в середине лета. Черноголовка чувствительна к недостатку почвенной влаги. Эффективно размножается и расселяется вегетативным путем с помощью системы многолетних ползучих побегов. По способу рассеивания семян Черноголовка обыкновенная относится к растениям-баллистам, которые благодаря сильно пружинящей плодоножке разбрасывают орешки при раскачивании. Семена Черноголовки, попав в июле на влажную почву, нередко прорастают уже в августе. При благоприятных условиях всходы развиваются быстро и в сентябре - октябре у многих уже отмирают семядоли, формируется розетка листьев.
В народной медицине спектр применения черноголовки обыкновенной довольно широкий. Растение используют в качестве биологического стимулятора, активирующего антимикробную реакцию организма, как гемостатик при носовых кровотечениях, белях у женщин, при заболеваниях глаз (конъюнктивите) и верхних дыхательных путей (ангине, бронхите, ларингите, дифтерии), простуде, болезнях почек, даже при злокачественных новообразованиях и как возбуждающее аппетит растение. Траву растения также используют при гипертонии, тиреотоксическом зобе, отеках разной этиологии, диарее, ревматическом полиартрите, стоматите и как глистогонное средство.
