Hämeenkylmänkukka, Pulsatilla patens, on monivuotinen, vahva- ja pystyjuurakkoinen, mätästävä ruoho, jonka lehdet lakastuvat syksyllä ja puhkeavat uudelleen vasta keväisen kukinnan loppuvaiheessa. Aluslehdet ovat pystyjä ja pitkäruotisia, Ruoti on pitkäkarvainen ja yleensä noin 10-25 cm pitkä. Myös lehtilapa on pitkäkarvainen, noin 4-7 cm pitkä ja 3-lehdykkäinen. Lehdykät ovat ruodittomia, syvään halkoisia, kärjestään leveähköliuskaisia ja -hampaisia.
Haarattomat, tiheästi pehmeä-, pitkä- ja valkokarvaiset kukkavarret nousevat keväällä yksittäin tai useamman – jopa monen kymmenen – varren ryhminä. Runsaammilla kasvupaikoilla ei ole aina helppoa tulkita eri yksilöiden rajoja. Kukkimisaikana kasvin korkeus kukkineen on noin 10-30 cm. Varsilehdet ovat noin 2-5 cm pitkiä, tyvestään yhdiskasvuisia ja kärkiosastaan pitkästi kapealiuskaisia sekä kiertävät kukan alapuolella vartta yhtenäisenä kiehkurana. Liuskat ovat vihreitä, haaromattomia ja valkokarvaisia. Muita varsilehtiä ei ole.
Kukat ovat varsien kärjessä yksittäin ja niiden perä pitenee kukkimisaikana nollasta noin 5 cm:iin ja voi hedelmävaiheessa kasvaa enimmillään jopa 30 cm pitkäksi. Kukka on kellomainen, pysty tai nuokkuva ja avoimimmillaan läpimitaltaan noin 60-70 mm. Terälehtimäisiä kehälehtiä on kahdessa sisäkkäisessä kiehkurassa yhteensä 6. Ne ovat soikeahkot ja lähes samanlevyiset. Pituutta niillä on tavallisesti noin 25-40 mm. Kehälehdet ovat väriltään sinisiä tai sinipunaisia ja niiden ulkopinta on valkokarvainen. Terälehdet ovat muuntuneet heteiden tyvellä oleviksi, pieniksi mesilehdiksi. Keltaisia heteitä on runsaasti ja myös emejä on hyvin monta. Hedelmävaiheessa kukkaperä kääntyy pystyyn ja hedelmistö levenee laajaksi ”kuontaloksi”, jossa emin vartalot pitenevät noin 20-50 mm pitkiksi, karvaisiksi odiksi eli lenninhaiveniksi. Ne helpottavat noin 3 mm pitkien pähkylöiden leviämistä tuulen ja eläinten mukana. Normaali kukinta-aika on huhtikuun lopusta toukokuun puoleenväliin.
Hämeenkylmänkukka on harvinainen, alkuperäinen laji Suomessa ja sitä esiintyy vain Etelä-Hämeen eliömaakunnassa painottuen Hämeenlinnaan ympäristöineen. Laji on rauhoitettu. Vuonna 2019 julkaistussa uhanalaisuusarvioinnissa se on todettu erittäin uhanalaiseksi (EN). Yksilöiden määrä on vähentynyt merkittävästi. Kehitykseen ovat ensisijaisesti vaikuttaneet metsien uudistamis- ja hoitotoimet, avoimien alueiden sulkeutuminen, kulojen väheneminen, soranotto ja rakentaminen sekä kasvien kaivelu ja siirtoyritykset puutarhaan. Pääasiallisesti laji kasvaa riittävän valoisilla harjurinteillä ja hiekkaisilla kankailla. Esiintymiä oli vuoden 2012 tasossa noin 150, mutta laji on jatkanut taantumistaan. Laji on Kanta-Hämeen maakuntakukka. Muissa Pohjoismaissa sitä tavataan vain Ruotsin Gotlannissa ja Ångermanlandissa.