Гилления трехлистная — вертикально растущий полукустарник высотой от 60 до 90 (120) см, в нашей климатической зоне ведет себя как многолетник. Разрастается до 60 см в ширину. Имеет красноватые стебли с очередно расположенными короткочерешковыми листьями, состоящими из трех эллиптических, пильчатых по краю долей. Прилистники линейные и почти незаметные. Молодые листья имеют привлекательный бронзовый оттенок. В июле на тонких концах побегов из красно-розовых бутонов распускаются изящные белые цветки диаметром до 2,5 см, состоящие из пяти свободных, тонких, слегка перекрученных, эллиптических лепестков. Белизна лепестков контрастирует с красными пятираздельными чашечками и цветоножками. В цветках насчитывается от 10 до 20 тычинок и 5 пестиков, опыление происходит насекомыми. Цветки напоминают цветки гауры. Соцветия — рыхлые ажурные метелки. Цветение продолжается до двух месяцев, после чего созревают плоды — сухие кожистые опушенные листовки с 1-4 семенами.