正常年份，一年生蒙古黄芪的根呈圆柱形，上下粗细无明显区别，且很少有二级分支，为明显的鞭杆形，当年根长可长至30-35cm，但较细，芦头直径在0.2-0.3cm。根表面淡黄色，有丛皱和横的皮孔，质地柔韧，不易折断。
一年生膜荚黄芪的根呈圆锥形，上粗下细，一般也没有二级侧根，当年根长可长至25-30cm，芦头直径可达1cm，根表面为黄褐色或黑褐色。
二年生蒙古黄芪和膜荚黄芪的根头部横断面也不相同，膜荚黄芪根头部横断面白色，木质部黄色；而蒙古黄芪的皮部黄白色，木质部呈黄色，界面不明显，根中下部横断面菊花心明显。
二年生蒙古黄芪根部膨大，表面大多呈淡灰褐色，根长可至60cm，木质部比例加大，韧性强、粉性足，根也加粗，因产地和土质不同其根部的色泽、纤维等有所不同。
经观察，二年生膜荚黄芪根的形态因土壤类型而变化较大，主要有四种形态：
①爪型（鸡爪芪），主根短粗，长度短语5cm，侧根短而粗，呈鸡爪状。
②二叉型，主根短于5cm，但有两条大小相近的侧根，每条长度超过20cm，无明显次级侧根。
③直根型，主根长度超过30cm，但侧根发达，长而明显，为典型的直根系。
④鞭杆型（鞭杆芪），主根长度超过30cm，根少且不发达，分支部分低于根茎10cm，且很细弱。
一年生和二年生野生黄芪幼苗的根对水分和养分的吸收功能强，随着生长发育进程，吸收功能逐渐减弱，但贮藏功能增强，主根变得粗大。黄芪生长周期为3-10年，生长期中如遇水分过多，易发生烂根。主根生长正常，其主根长度，粗度、鲜重和干重逐年增加，主根中黄芪甲苷含量较高。
3年以后，生长速度开始变慢，部分主根开始出现枯心，以后逐年加重，8年生的家种黄芪几乎所有主根及较粗的侧根全部枯心，而且黄芪甲苷的含量也大幅度降低。
在栽培过程中，不同的气候环境、土壤类型及生产年限造成了根系型比例的不同。甘肃省黄芪的种植中膜荚黄芪极易形成鸡爪芪，因此主要以蒙古黄芪的栽培为主。
