Растения этого вида — многолетние травянистые корневищные растения высотой до 30 см[3][8]. Весной надземная часть растения представляет собой лишь прямостоячий стебель с цветками и небольшими листьями, летом же, после увядания стебля, надземная часть состоит из довольно больших прикорневых листьев[6]. Медуница неясная. Сидячий стеблевой лист.
Листья — яйцевидные или продолговатые, заострённые на верхушке, с цельным или слегка городчатым краем. Стеблевые листья отличаются от прикорневых: первые — сидячие, небольшие, почти без волосков; вторые — существенного большего размера (от 5 до 20 см), жёсткощетинистые, с довольно длинным крылатым черешком, прикорневые листья начинают расти после того, как растение зацветёт (или даже после цветения)[4][5][6]. Медуница неясная. Розовый цветок — в начале цветения, синий — в конце
Цветки с двойным околоцветником. Чашечка сростнолистная, колокольчатая, пятизубчатая, в верхней части слегка расширенная, рассечённая менее чем на треть длины. Венчик актиноморфный, трубчато-колокольчатый, пятидольный, с открытым зевом, в котором находятся пять пучков волосков, и развитой трубкой; отгиб венчика почти равен трубке. Тычинок пять. Столбик цельный, голый, с цельным головчатым рыльцем. Цветки собраны в рыхлые верхушечные завитки. Завязь верхняя[3][4][10].
В бутонах и в начале цветения венчик розовый, позже его окраска становится синей или лиловой, часто на одном растении имеются цветки различной окраски. Изменение цвета объясняется изменением кислотности клеточного сока в венчиках цветков медуницы (клеточный сок в бутонах и молодых цветках имеет кислую реакцию, но ближе к концу цветения становится слабощелочным) и связано со свойствами красящего вещества антоциана: кислые растворы, в которых он содержится, — розовые, а щелочные — синие. Подобное изменение окраски венчика наблюдается и у некоторых других растений из семейства Бурачниковые, — например, у представителей рода Незабудка (Myosotis): бутоны у них обычно розовые, а сами цветки голубые[5][6].
Возможно, изменение цвета венчика имеет информационное значение для насекомых-опылителей[5], но до конца приспособительное значение этого явления неясно[10].
Цветение в условиях средней полосы европейской части России — в апреле — мае[3]. Опыление происходит с помощью насекомых (пчёлы, шмели); нектар в цветке защищён от всех неэффективных опылителей длинной трубкой венчика[4][10].
В качестве приспособления для перекрёстного опыления для медуницы неясной характерна диморфная гетеростилия: у разных растений может быть различная длина столбиков и тычиночных нитей (у одних растений столбики короче тычинок, у других — тычинки короче столбиков). Суть этого приспособления состоит в том, что насекомое, касаясь пыльников в цветке одного типа, пачкает своё тело пыльцой в тех местах, которые соответствуют рыльцу столбика в цветке другого типа[5][10]. У растений с длинным столбиком тычинки не выступают из венчика, у растений с коротким столбиком из венчика слегка выдаются лишь пыльники[3].
Плод распадается на четыре гладких блестящих орешковидных доли с мясистыми присемянниками (ариллусами), которые привлекательны для муравьёв[3][4][5]. Созревает в мае — июне[8].
