Die Beifuß-Ambrosie ist nicht leicht zu erkennen, insbesondere dann, wenn sie noch nicht blüht. Die Pflanze hat typischerweise beidseits grüne (Blätter des Gemeinen Beifusses sind an der Unterseite silbergrau), doppelt gefiederte Blätter.

Die Blattform kann allerdings stark variieren. Der Stängel ist robust, rötlich gefärbt und weich behaart. Die männliche Blüte (Juli/August bis Oktober) ist unscheinbar gelb-grün, traubenartig (Traubenkraut) langgestreckt (bis 15 cm) und befindet sich an den Triebenden.

Weibliche Blüten befinden sich unterhalb des männlichen Blütenstandes bzw. in den Achseln der oberen Blätter. Die Früchte sind klein (etwas 2,5 mm breit, 3,5 mm lang) entwickeln einige kurze Dornen und haben eine Spitze (ca. 2 mm lang). Jede Frucht enthält nur einen Samen.