Листья многократно разделённые на нитевидные доли, в очертании продолговато-эллиптические. Нижние листья на коротких черешках, до 4 см длиной, верхние — сидячие, меньших размеров.
Корзинки собраны в сложные щитки. Цветки грязновато-жёлтые, язычки краевых цветков белые, полукруглые.
Вид Тысячелистник благородный относится к роду Тысячелистник семействa Астровые (Asteraceae) порядка Астроцветные (Asterales). Кладограмма в соответствии с Системой APG IV по состоянию на июнь 2023 года:
ещё 10 семейств
еще 182 подтвержденных и 182 в статусе "непроверенных" видов и инфравидовых таксонов