地下部包括根茎和根，根茎又包括垂直根茎和水平根茎。组成和性质甘草的地下部分如图3-2所示分为根茎和根。根茎又分为垂直根茎和水平根茎两种。垂直根茎处于土壤表层，一般与地面垂直，上连地上茎，支撑地上枝叶，下接根或水平根茎。垂直根茎较少分枝，直径因生长期和土壤环境条件的不同而各异。人工有性繁殖，一年生只长直根，接近地表的部分直径约1cm，野生通常2~9cm，但老龄却可达10cm以上。在和田河的原始甘草带，常看到垂直根茎粗达20cm的甘草。10cm以上的甘草，表皮粗糙、髓部常腐烂中空，不能药用。水平根茎从垂直根长出，向四面水平伸展，长度达3~5m或更长。直径较垂直根茎细，一般2~10cm。
甘草3~5年的水平根直径达1.5~2.5cm，这时，甘草水平根表皮光滑，里面组织坚实，粉性足，是最适宜供药用的时期。水平根在土壤中分布的深度受土壤条件及地下水深浅的影响。通常在地表以下10~30cm处，也有在40~50cm深处，甚至更深。一般仅有一层，也有两层或数层的。水平根茎亦可再分出水平根茎，形成交织的水平根茎网，蔓延成片。水平根茎上生有芽，芽向上可长出垂直根茎，然后长成地上苗，并且相应地长出不定根，形成新植株仍与母株相连。因此，甘草常成群生长，形成块状群落。
甘草的垂直茎和水平根茎均可长根，根系的深浅依土壤条件及地下水的深浅而异，一般在1.5 m 以下，深达8~9m，甚至10m以上。发达的根系是甘草能在干旱荒漠得以生存的重要特性。据调查，分布在草旬、草原化草甸、荒漠化草甸上的甘草，其根系都能达到地下水，但很少伸入地下水；若地下水较浅，根系在邻近地下水的毛管上升水层内折而横向生长。甘草的主根和侧根不产生不定芽，一旦根茎部分死亡，整个根系就会从上至下腐烂。甘草地下根茎发达，在5~7月地上茎和地下茎生长快，根系的生长和主根增粗慢，8~9月地上部分停止生长，而主根增粗较快。故牧区割草应在10月进行，否则会影响甘草主根的生长。