Koszyczki żeńskie po 1–3 w pęczku, niepozorne, siedzą w kątach liściopodobnych podsadek w węzłach poniżej kłosopodobnych, męskich kwiatostanów złożonych. Owoce Niełupki jajowate, o długości 3–4 mm (razem z dzióbkiem), pozbawione szczecinek lub z kilkoma krótkimi, do 0,8 mm długości. Gatunek podobny Ambrozja bylicolistna (A. artemisiifolia) odróżnia się tym, że jest jednoroczna i nie tworzy odrostów, jej liście są podwójnie pierzasto-dzielne, ogonkowe (także w górnej części pędu), ciemnozielone. Łodyga w górze jest kosmato, odstająco owłosiona, a okrywy koszyczków męskich są nagie.
Biologia i ekologia Bylina, hemikryptofit. Pędy wyrastają w maju i kwitną od lipca do października. Roślina jest wiatropylna. W jednym koszyczku żeńskim dojrzewa tylko jeden owoc, ale na rozgałęzionych pędach może ich powstać w sumie kilkadziesiąt. Nasiona bywają rozprzestrzeniane wraz z ziarnami zbóż, w których ambrozja rośnie jako chwast. Zachowują zdolność do kiełkowania przez co najmniej 4 lata (dłużej jeśli pogrzebane są pod powierzchnią gleby).