Недотрога железистая — однолетнее растение. Стебель сильноветвистый, толстый, сочный, узловатый, полый внутри, голый, достигает в высоту до 2 м. Листья мутовчатые, по 3 (реже 4) в узле, яйцевидно-ланцетные, достигают 6—12 см в длину, края зубчатые с окрылёнными черешками, в верхней части стебля собраны в мутовки по три. В основаниях листьев располагаются по 2 стебельчатые тёмно-красные желёзки.
Корень мочковатый.
Цветки недотроги железистой простые, крупные, на длинных цветоносах, собраны в зонтиковидные пазушные кисти по 2—14 цветков. Цветки зигоморфные, 3—3,5 см, имеют различный цвет — от белых до винно-красных, чаще всего лилово-розовые. Запах цветков тонкий, нежный. Цветки недотроги железистой опыляются насекомыми, обычно шмелями. Цветёт с середины лета до заморозков.
Плод — обратнояйцевидная коробочка, на верхушке — острая. При прикосновении к созревшему плоду коробочки отрываются от семяносца, скручиваются спиралью и разбрасывают мелкие коричнево-чёрные семена в радиусе до 10 метров. Семена обратно-широкояйцевидные, сплюснутые, темно-коричневые, 4—7 мм длиной, 2—4 мм шириной. За сезон одно растение даёт до 4 тысяч семян