Бархатцы прямостоячие принадлежат к типично однолетним травянистым растениям для открытого грунта. Они образуют мощного вида прямостоячие стебли с четко выраженным центральным побегом. С возрастом главный стебель одревесневает у основания. Высота растений может быть от 30 до 120 см, но даже низкорослые цветы отличаются большой крепостью. Боковые побеги тоже направлены вверх, чем и отличаются, например, от бархатцев отклоненных. Листья довольно крупные, перисто-раздельные с острыми ланцетовидными долями с зазубринами по краям. Цвет их может варьироваться от светло — до темно-зеленого. Обычно листья расположены в очередном порядке. Соцветия бархатцев прямостоячих образуются на длинных цветоносах, и размер их может составлять от 7 до 15 см в диаметре. Они, как правило, одиночные, имеют махровую, реже полумахровую форму.