Многолетнее травянистое растение высотой до 1 м. Имеет мощную корневую систему, состоящую из короткого многоглавого корневища и ветвистого стержневого корня. В первые годы развивается розетка прикорневых листьев, а на 3—4-м году — 2—10 стеблей. Стебли прямостоячие, неветвистые, голые, полые. Листья супротивные, крупные, широкоэллиптические, длиной до 30 см, цельнокрайние, голые, с 5—7 параллельными жилками. Стеблевые листья более мелкие. Цветки крупные, многочисленные, собраны полумутовками по 3—10 в пазухах верхних листьев и на верхушке стебля. Чашечка бледно-желтая, венчик золотисто-желтый. Плод — двустворчатая коробочка.
Произрастает на высокогорных субальпийских лугах на высоте до 2000 м над уровнем моря, у верхней границы леса среди высокогорных кустарников, на лесных полянах. Встречается на Западной Украине в Закарпатской области. Ресурсы горечавки желтой весьма ограничены, в связи с чем она внесена в Красную книгу.
Заготавливают корни в сентябре, после отмирания надземной части. Выкапывают лопатами или кирками, отряхивают от земли, обрезают надземную часть и быстро промывают в холодной воде. Толстые корни расщепляют вдоль, режут на куски и быстро сушат на чердаках под железной крышей или в сушилках при температуре 50—60 °С. Хранят в сухом, проветриваемом помещении.
Высушенные корни используют в качестве лекарственного средства. Куски корней длиной до 15 см, толщиной до 4 см, крупные корни нередко разрезаны вдоль. Поверхность корней продольно-морщинистая, на поперечном срезе под лупой заметна волнистая линия, отделяющая более темную кору от желтой древесины. Запах слабый, характерный, вкус очень горький, корни гигроскопичные, легко плесневеют и поэтому требуется особое хранение в сухом месте. Корни горечавки содержат монотерпеновые гликозиды (горечи), флавоноиды, алкалоиды, полисахариды, жирные масла.
В народном лечении использовались как классические горькие средства. В Европе считались лекарством при заболевании желудочно-кишечного тракта. Из свежих корней приготовляли настойку при расстройствах желудка. Широко употреблялись в Китае, Индии и других странах Азии при заболеваниях желудочно-кишечного тракта.
В настоящее время применяется благодаря выраженной способности повышать возбудимость пищеварительного тракта, стимулировать секрецию желудка и кишечника. Особенно эффективны корни горечавки при хронических расстройствах секреторной деятельности; действие обусловлено в основном горькими гликозидами.
Назначают корни горечавки в виде отвара внутрь дли повышения аппетита при диспепсии, а также как желчегонного средство. Входят в состав аппетитных сборов, горькой настойки.