紫斑牡丹為落葉小灌木，高可達180厘米；莖直立，圓柱形，微具棱，無毛。莖下部葉為二回羽狀復葉，具長柄；其下部的一回羽片為卵狀長圓形，具二回羽片2-7片；下部的二回羽片為寬卵形，長2.5-3厘米，寬2-3厘米，三深裂或全緣，裂片卵狀橢圓形，或長圓狀披針形；葉正面無毛或近無毛，深綠色；葉背面粉綠色，疏生柔毛，葉脈上較多。花大、美麗，兩性，單生枝頂。萼片通常4枚，近圓形，長約3厘米，寬2-2.8厘米，先端短尾狀尖；花瓣通常10枚，白色，腹面基部具紫色大斑紋，寬倒卵形，長6-10厘米，寬4-8.2厘米，基部楔形，先端截圓形，微有蝕狀淺齒；雄蕊多數，長1.8-2.5厘米，花藥長圓形，黃色，長6-8毫米；花盤革質，鞘狀，包被子房，果期開裂成瓣；心皮5-8個，子房密被黃色短硬毛，花柱短，柱頭扁平；蓇葖果長2-3.5厘米，粗約1.5厘米，被黃毛，具喙。

紫斑牡丹相對于其它牡丹的不同之處在于：所有品種的花瓣基部有墨紫色或紫紅色大斑點，花瓣較厚，香氣較濃；植株高大，長勢強壯；耐寒性強，病蟲害少，適應性廣。

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