Flerårig kal ört med motsatta blad. Stjälken är med undantag från enstaka blomskaft helt ogrenad. Bladen är nästan linjära med en mittnerv (övriga parallella nerver är otydliga) och något inrullade kanter. Bladrosett saknas. Blommar mycket sent, tidigast i augusti, med ett fåtal stora upprätta klocklika blommor. Blommorna har en typisk mörkblå färg med gröna strimmor på utsidan. Fodret har utspärrade, smala och spetsiga flikar.

Klockgentiana växer på frisk–fuktig näringsfattig öppen mark. Naturbetesmarker, fuktiga hedar, stränder och myrkanter är exempel på växtmiljöer. Den finns bara i sydvästligaste Sverige, från Dalsland till Skåne och är en sällsynt och minskande art.

Förväxlingsrisk:
Omisskännlig vid blomning.
Arter ur släktet Gentianella, t.ex. fältgentiana (G. campestris) är ett- eller tvååriga örter med blad som har fler tydliga parallella nerver, en bladrosett av levande eller döda blad samt stjälkar som ofta är grenade nära basen.