Bienn, halvparasitisk, 1–8 dm hög ört som är mer eller mindre violettanlupen (antocyan) med grön grundfärg. Bildar första året en rosett med långskaftade blad som kan bli rätt rikbladig. Huvudroten övervintrar, men bladrosetten dör. Andra året bildas en blomstängel. Rosettbladen och stjälkbladen är av samma typ: parflikiga, med bred mittnerv och smal bladyta längs mittnerven. Flikarna är 1–3 mm breda och sitter rätt glest (mellanrummen ungefär lika breda som flikarna).
De är bandlika, trubbiga, med flikig eller vågad, “krusig” kant, med små, ljusa förhårdnader på utbuktningarna. Blomstängeln är rikbladig ända till toppen. Bladen är strödda eller här och var motsatta. Blommar i toppen och i grenspetsar. Blommorna är zygomorfa 15–25 mm långa, med mörkröd, krokböjd överläpp och rosa, snett framåtriktad underläpp som är lika lång som överläppen. Fodret är hårigt, rundat cylindriskt, och tydligt 2-läppigt. Det når ungefär mitten på kronpipen. Frukten är en kapsel som delas i två hälfter av en skiljevägg.

Kärrspira är oftast allmän på våt mark, såsom kärr, stränder, fuktängar etc.

Förväxlingsrisk:
I en stor del av landet omisskännlig, men i Götaland, västra Svealand och i fjällen finns andra, liknande spiror (Pedicularis).
Mest lik är granspira (P. sylvatica) som är en mycket lågvuxen växt (till 15 cm) som växer på fukthed och fuktig betes- och slåttermark. Bladen liknar kärrspirans, men flikarna är kortare och det finns en liten bladrosett. Fodret är kalt och 5-kantigt, ej delat i 2 läppar, och når nästan upp till den vinklade underläppen.
Av de i fjällen förekommande spirorna har endast fjällspira (P. hirsuta) (Pite–Torne lappmark) rödaktig blomma. Både den och de andra fjällarterna har enbart tandade blad, eller blad med betydligt kortare flikar.