牛膝，茎有节，似牛之膝盖，故陶弘景在《本草经集注》中称其为牛膝。牛膝为多年生草本，植株高0.7～1.2米，杆茎直立，有棱角或四方形，具条纹，茎节膨大，如同鹤膝，又似牛膝状，属深根系植物，其主根最长可达约1米。取象比类，观其形，可知其性。大凡植物之根多是横生，而牛膝径直独下，峻者可凿土以下行。其体柔韧似筋而一线直下，能舒筋通脉，降气下血，引诸药下达至病所，故有“非牛膝不过膝”之说。
牛膝的功效
牛膝在《神农本草经》中位列上品：“味苦，主寒湿痿痹，四肢拘挛，膝痛不可屈伸，逐血气，伤热火烂，堕胎。久服轻身耐老，一名百倍，生川谷。”关于百倍之异名，明代医家李时珍认为《本经》称百倍是隐语，以喻牛膝滋补之大功如同牛之多力。《周易·说卦传》曰：“乾为马，坤为牛。”坤为牛，是任重而顺之物，牛的力量主要在膝，所以取名牛膝，只因膝之作用在于承上以接下，如同坤之承乾，既顺而健。《素问·生气通天论》指出：“湿热不攘，大筋软短，小筋弛长，软短为拘，弛长为痿。”牛膝气平，味苦而酸，秉秋降之金气，入手太阴肺经，苦平能清肺，肺气清，水道通调，寒湿下逐而营卫行，则痿痹当自远。味苦者，得火味，走手厥阴经，苦能泄实火，血因气凝之病可逐，热汤与火伤之烂可痊。味酸者，得木味而入足厥阴经，肝藏血而濡筋，拘挛可愈，则膝盖能屈可伸。堕胎者，苦味本能伐生生之气，而又合以酸味，酸滑伤厥阴之筋，遂大申其涌泄之权。久服轻身耐老者，谓疏通为大补。
牛膝善引诸药下行
牛膝与黄芪的根均可长达三尺，《名医别录》称此二物皆可利阴气，但牛膝味苦、酸平而一茎直下，黄芪味甘、微温而一茎直上。牛膝利阴气，是引气下行以利阴，黄芪利阴气，是从阴中曳阳而上而阴以利，所以说牛膝有降无升，黄芪有升而无降。朱丹溪认为牛膝能引诸药下行，宜入足少阴肾经以理诸疾；陈嘉谟在《本草蒙筌》中提到牛膝最善引诸药下走如奔，但凡腰、腿、踝之间有邪，当兼用而必不可缺；张锡纯在《医学衷中参西录》中谓牛膝能除头脑中痛、口疮、齿痛，此类病症皆因气血随火热上升所致，故重用牛膝引其气血、浮越之火下走而自愈。
牛膝的临床应用
牛膝可导热下泄，引血下行，用于头痛眩晕、牙龈肿痛、吐血、衄血等症，可配代赭石、龙骨、牡蛎、黄柏、侧柏叶、小蓟等物；治妇人血瘀经闭、腹痛诸候，当伍当归、赤芍、桃仁、红花、水蛭、元胡、五灵脂、蒲黄之品，以就祛瘀行血、通络止痛之功；如腰膝、下肢风湿痹痛，着选黄柏、防己、独活、桂枝、苍术、秦艽、防风以同行为是。
《本草正义》直指：所谓牛膝的补中续绝、填骨髓、益精、利阴气之说，皆是壅滞既疏，正气自旺罢了，千万不可误认为牛膝为填补之物。头脑痛者，多是阳邪上升，牛膝以下行为顺，则气火潜藏而痛自消；腰背痛，亦是经隧壅滞，牛膝能宣通脉络，则关节自利，通则不痛。又可治月经不通、血结等症，须知破瘀导滞才是真谛，一定要从疏通这一层着想，才能真正明了牛膝的功用。
据汉末《名医别录》记载：“牛膝生河内川谷及临朐。” 临朐今属山东境内，河内即今河南省黄河以北，武陟、博爱、温县、沁阳一带，古属怀庆府治，故有“怀牛膝”之称。唐代孙思邈的《千金翼方》亦有“怀州出牛膝”之语。
川牛膝之名，始见于唐代蔺道人《仙授理伤续断秘方》中活血丹、大活血丹等方。南宋杨士瀛在《仁斋直指方》中认为小便淋痛、尿血或沙石胀痛，当用川牛膝。至明清以后，方见本草文献对牛膝加以怀、川之分。陈士铎的《本草新编》中称川牛膝善走十二条经络，引药下行，祛腰膝酸疼，最能畅通尿管以治涩痛。张山雷喜用川牛膝疏通脉络，流利骨节，用于治疗肩背、手臂之患。