千穗谷为苋科苋属一年生草本植物。根系发达。根深50至80毫米。侧根多。根幅70至150毫米。呈水平向四周扩展。直立、粗壮。其直径3.0至4.5毫米。无毛或上部微有柔毛。株高2.5至3.5米。多分枝。光滑。具沟棱。单叶。互生。倒卵形或卵状椭圆形。全缘或波状缘；叶柄细长。为3至5毫米。无毛。无托叶。淡绿色或红色。圆锥花序腋生或顶生。由多数穗状花序组成。直立或下垂。花小。单性。雌雄同株。苞片和小苞片卵状钻形。长4至5毫米。为花被长的2倍。绿色或紫红色；花被膜质。顶端有短芒。绿色或紫红色。柱头2至3。胞果近卵形。长3～4毫米。环状横裂。绿色。上部带紫色。超出宿存花被；种子近球形。直径约1毫米。白色。具锐环边。有光泽。千粒重约0.54克左右。
千穗谷和繁穗苋极相近。但千穗谷苞片生长为花被片的2倍。花被生顶端急尖或渐尖。染色体2n=32。