Растение высотой 10—25 (до 40) см, с бесплодными и плодущими побегами. Стебли восходящие, ползучие или лежачие, укореняющиеся, голые или коротко опушенные, слабые, тонкие, ветвистые от основания.
Листья цельные, коротко опушенные или голые, блестящие, супротивные, нижние и у нецветущих побегов с короткими черешками или сидячие, иногда сближенные в прикорневую розетку, округлые или яйцевидные, на верхушке тупые, цельнокрайные или по краю неясно тупозубчатые или городчатые, длиной 5—22 мм, шириной 3—10 см. Средние — расставленные, сидячие, продолговато-яйцевидные или продолговато-ланцетные до ланцетных. Верхние — постепенно переходят в продолговатые прицветники.
Соцветия — верхушечные и боковые пазушныекисти, прямостоячие, многоцветковые, рыхлые, длиной 2—20 см, при плодах удлинённые, в пазухах мелких прицветников цветки более менее расставленные; цветоножки опушенные, при плодах прямые или направлены вверх под острым углом, равны или вдвое длиннее прицветников. Чашечка с продолговато-яйцевидными, продолговатыми и равными, тупыми долями, короче цветоножек, равна или длиннее их; венчики длиной 3—4 мм, белые, голубые или беловатые, с розовыми жилками, почти колесовидные, несколько длиннее чашечки; трубка очень короткая, с четырьмя жилками. Тычинки почти равны венчику, изогнутые.
Коробочка — широко обратно-сердцевидная, длиной 3,5—4 мм, шириной 4—5 мм, сплюснутая, у основания округлая, на верхушке с неглубокой тупой выемкой, железисто-ресничатая. Семена плоские, щитовидные, овальные, длиной около 1 мм, многочисленные.
Вероника тимьянолистная — преимущественно лесное и луговое растение. Встречается на выгонах, по дорогам, галечникам, на влажных и болотистыхлугах, в негустых лесах, в горных лесных и лесостепных районах, на травянистых склонах, изредка в степи. Поднимается до высоты 1500—4500 метров над уровнем моря.
