У Маммиллярии колючейшей стебель светло-зеленый до голубовато-зеленого, в высоту достигает от двадцати до двадцати пяти сантиметров, в диаметре от восьми до десяти. Ареолы у верхушки опушены, круглые. Аксиллы (пазуха между сосочками (мамиллами) или бугорками) с белой шерстью и щетинками.
Радиальные колючки, в количестве от двадцати до тридцати, тонкие, игловидные, белые, в длину около одного сантиметра. Центральные колючки, в количестве пятнадцати, прямые, игольчатые, белые, розовые, красноватые, в длину около двух сантиметров. Цветки воронковидные, окрас от карминных до пурпурных, в диаметре до полутора сантиметров.
