น้ำนมราชสีห์จัดเป็นพืชล้มลุกขนาดเล็ก ลำต้นมีขนาดเล็ก ยาวประมาณ 15 – 40 เซนติเมตร เลื้อยแผ่ไปตามผิวดิน ชูส่วนยอดตั้งขึ้น ลำต้นและกิ่งก้านมีสีแดง มีขนสีน้ำตาลปนเหลืองปกคลุมและมียางสีขาว 

ใบเป็นใบเดี่ยวออกตรงข้ามกัน มีลักษณะรี ๆ คล้ายปีกแมลง ยาว 1-4 ซ.ม. ปลายใบแหลมสั้น ฐานใบโค้งเข้าไม่เท่ากัน ขอบใบมีรอยหยักเล็ก ๆ คล้ายฟันเลื่อย กลางใบมักมีจุดสีม่วงแดง เห็นเส้นกลางใบและเส้นใบชัด ๆ ออกใกล้โคนใบอีก 3-4 เส้น ท้องใบมีขนสีน้ำตาลเหลือง 

ดอกออกจากซอกใบเป็นช่อ ช่อหนึ่งมีดอกย่อยออกเป็นกระจุกแน่นเป็นกลุ่มกลม ๆ 2-3 กลุ่ม มีสีเขียวปนม่วงแดง กลุ่มหนึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 1 ซ.ม. ดอกย่อยไม่มีก้านดอกหรือมีก็สั้นมากเกสรตัวผู้มีหลายอันอยู่บนฐานดอก รังไข่มี 1 อัน ลักษณะทรงกลมออกสามเหลี่ยม มีก้านยื่นออกมาจากกลางดอก ที่ปลายมียอดเกสรตัวเมียเป็นเส้นสีแดงสั้น ๆ 3 เส้น 

ผลมีลักษณะกลมแกมรูปสามเหลี่ยมหรือแบบแคปซูล มี 3 พู ยาวประมาณ 1.5 มิลลิเมตร มีขนสั้นนุ่ม และมีรอยแยก 3 รอย และเมื่อผลแห้งแล้วจะแตก มี 1 เมล็ดในแต่ละซีก เมล็ดมีขนาดเล็กผิวเรียบสีน้ำตาลแก่หรือสีแดง ลักษณะเป็นรูปรีและเป็นเหลี่ยมเล็กน้อย มีความยาวประมาณ 0.7 มิลลิเมตร