Черноголовка обыкновенная - многолетнее растение с ползучим корневищем. Стебли при основании восходящие, высотой 15—30 см, в верхней части волосистые.
Листья верхней пары сидячие или почти сидячие, остальные — на черешках. Листовые пластинки продолговато-яйцевидные, тупые, цельнокрайные или неяснозубчатые.
Цветки в ложных мутовках, на коротких ножках. Они собраны в верхушечные, густые, колосовидные соцветия. Прицветники широкояйцевидные или почти округлые, часто тёмно-пурпурные. Чашечка двугубая, с короткими острыми зубчиками, венчик также двугубый, фиолетового цвета, в 1,5—2 раза длиннее чашечки, с прямой трубкой, с волосистым кольцом внутри. Верхняя губа венчика шлемовидная.