Marianøkleblom er en lav, flerårig plante. Bladene er avlange, bredest nederst og sitter samlet i en grunnstilt rosett. Kantene er uregelmessig tannete.


Planten blomstrer i april-mai med dypgule blomster (9-15 mm) med oransje tegninger i midten. Blomstene har en søtaktig duft og kan sitte opptil 30 sammen i en skjerm i enden av den lange stengelen. Blomsterbegeret er klokkeformet. Kronen danner et tydelig rør og har tydelige kronbladfliker med hakk.

Det finnes en mutasjon hos marianøkleblom som resulterer i røde blomster. Dersom slike mutanter krysser seg med den opprinnelige typen, kan blomsterfargen bli noe midt i mellom. Denne mutasjonen er faktisk ikke så veldig uvanlig, og på sine steder kan individer med røde blomster nesten dominere voksestedet. Det er nokså vanlig at mutasjoner innad i en art gir utslag i annerledes blomsterfarge.

Marianøkleblom vokser i enger, kratt, åpen skog, skrenter og veikanter på tørr og kalkrik jord. Marianøkleblom er vanlig på Østlandet og i Trøndelag, for deretter å bli mer spredt og sjelden i lavere strøk nord til Finnmark.