De plant wordt 30 tot 60 cm hoog. De wortels vormen eivormige knollen. De bladeren zijn afgebroken geveerd en hebben minimaal acht paar, tot 2 cm lange, gezaagde blaadjes. Het eindstandige blaadje is meestal niet groter dan de andere blaadjes
De knolspirea bloeit van juni tot september met roomwitte, van onderen purperroze, bloemen. De plant heeft meestal zes 5-9 mm lange kroonbladen. De soort groeit vooral op vrij droge plaatsen, hooi- en weilanden, wegbermen en bosranden.