Die Geschwänzte Brennnessel ist eine einjährige, krautige Pflanze, die Wuchshöhen von 15 bis 80 Zentimetern erreicht. Der aufrechte, einfache oder kurz verzweigte Stängel ist spärlich mit Brennhaaren besetzt. Die gegenständigen Laubblätter sind eiförmig, spitz, mit leicht herzförmigem Grund und grob gesägtem Rand. Sie werden 2 bis 6 (bis 10) Zentimeter lang und bis 5 Zentimeter breit. Auf der Blattspreite und an den Blattstielen treten kugelige Perldrüsen auf. Die Nebenblätter je zweier gegenüberstehender Blätter sind paarweise verwachsen, so dass es pro Knoten scheinbar nur zwei lanzettliche Nebenblätter gibt. Die Zystolithen sind verlängert.
Die Geschwänzte Brennnessel ist einhäusig mit männlichen und weiblichen Blüten in getrennten Teilblütenständen an derselben Pflanze, seltener auch zweihäusig. Die Teilblütenstände stehen jeweils paarweise in den Blattachseln. Im oberen Teil der Pflanze befinden sich die dünnen, nicht verzweigten, schwanzartig abstehenden ährenartigen Blütenstände mit den violett überlaufenen männlichen Blüten, deren Blütenstiele sehr kurz sind und die sich alle auf der Oberseite der deutlich geflügelten Hauptachse befinden. Sie sind mit einer Länge von 3 bis 9 cm so lang wie die Tragblätter oder überragen diese. Die traubigen Teilblütenstände mit den weiblichen Blüten befinden sich im unteren Teil der Pflanze. Sie sind mit einer Länge von 1 bis 4 cm kürzer als die Tragblätter und besitzen eine weniger stark geflügelte Hauptachse.
Die glänzenden Achänenfrüchte sind eiförmig-zusammengedrückt und messen 1,25–1,5 × 0,7–0,9 mm.
Die Geschwänzte Brennnessel blüht von Februar bis September.
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 22, 24 oder 26.
