Астрофитум звездчатый относится к типу «голых» кактусов (лишен колючек), имеет шаровидный, немного приплюснутый стебель, в диаметре достигающий 8-10 см, в высоту 6-8 см. На его поверхности видны 6-8 слабо выраженных ребер. Пазушные почки (так называемые «ареолы») расположены посередине ребер. Рядом находятся белые точки, которые придают поверхности кактуса особую декоративность. В целом кактус похож на скелет морского ежа. Диаметр его шелковистых желтых цветков 6-7 см, длина 3см. Их середина может иметь красноватый оттенок.