Liebstöckel ist eine winterharte, ausdauernde, krautige Pflanze, die Wuchshöhen von 1 bis 2,5 m erreichen kann. Die ganze Pflanze riecht aromatisch. Der verzweigte Stängel ist intensiv grün. Es wird ein Rhizom als Überdauerungsorgan gebildet, das einen Durchmesser von 4 bis 5 cm aufweist. Besonders die unteren Laubblätter sind lang gestielt. Die Blattspreite ist zwei- bis dreifach gefiedert. Das Endblättchen ist breit dreieckig bis eiförmig, 4 bis 11 cm lang und 2 bis 7 cm breit. Die gestielten Fiederblättchen sind zwei- bis dreilappig mit wenigen Zähnen.
Der doppeldoldige Blütenstand weist einen Durchmesser von 12 cm auf, besitzt sieben bis elf Hüllblätter mit weißen Rändern und enthält 12 bis 20 Döldchen. Die Döldchen besitzen acht bis elf Hüllchen und enthalten viele Blüten. Die gelblichen bis hellgrünen Blüten sind unscheinbar. Die Blütezeit reicht von Juni bis August.
Die braune Frucht ist 5 bis 7 mm lang und 3 bis 4 mm breit. Die Früchte reifen zwischen August und September.
Die Chromosomenzahl beträgt 2n = 22.
