De knolsteenbreek is een behaarde plant van maximaal 50 centimeter hoog. De stengel, waarop bladeren groeien, staat tussen de wintergroene rozetbladeren. Bovenaan de stengel groeien meestal drie tot tien witte bloemen. Insecten met een korte tong, zoals bijen en zweefvliegen, komen op de nectar in de bloemen af en bestuiven de bloemen. Na de bevruchting ontstaan doosvruchten met fijne zaden die door de wind worden verspreid. Net onder of op de grond zitten er witte wortelknollen aan de stengel, waaruit nieuwe planten kunnen groeien.