Acanthocalycium thionanthum ist eine sukkulente Pflanze, die zu der Familie der Kakteengewächse gehört. Sie wächst meist einzeln mit kugelförmigen bis kurz zylindrischen, dunkelgrünen bis grüngrauen Trieben und kann einen Durchmesser von 10 Zentimetern und eine Höhe von bis zu 12 Zentimetern erreichen. Die Pflanze hat 9 bis 15 runde Rippen, die wenig gekerbt und gehöckert sind. Die Dornen, die aus den elliptischen Areolen entspringen, sind pfriemlich und grau mit dunklen Spitzen. Die Pflanze besitzt 1 bis 4 Mitteldornen, die auch fehlen können, sowie 5 bis 10 Randdornen. Die Blüten sind leuchtend gelb bis rot oder weiß und etwas glockenförmig, sie erreichen eine Länge und einen Durchmesser von bis zu 4,5 Zentimetern. Die kugelförmigen, hartfleischigen Früchte reißen auf und erreichen Durchmesser von bis zu 1 Zentimeter. Die Pflanze ist in den argentinischen Provinzen Salta, Tucumán und Catamarca in Höhenlagen von 1500 bis 3000 Metern verbreitet und sie gedeiht am besten bei intensiver Sonneneinstrahlung, in sandigem oder kiesigem Boden mit guter Drainage.