Na obrazie Olgi Boznańskiej widzimy postać anonimowej dziewczynki, stojącej przodem do odbiorcy i wpatrującej się w niego z lekkim niepokojem i zaciekawieniem. Wrażenia tajemniczości, jakie wywołuje widok wielkich, czarnych oczu portretowanej, dopełniają jej subtelnie uchylone, ciemnoróżowe usta. Jasną twarz okala burza niesfornych loków, zasłaniających czoło dziewczynki i opadających na jej ramiona. Postać ubrana jest w prostą, ciemnoszarą, luźną suknię, nieco udrapowaną. Proste na przedramionach rękawy sukienki ozdobione są na ramionach ogromnymi bufkami. Ręce dziewczynki opuszczone luźno w dół, spotykają się w splocie jasnych dłoni ściskających bukiet białych kwiatów, który opada nieco na lewą stronę.
Pole obrazowe ma kształt pionowego prostokąta, w którym zamykają się wszystkie najważniejsze elementy (dziewczynka i kwiaty). Kompozycja „Dziewczynki z chryzantemami” jest statyczna, z jedną pozującą do portretu postacią, z sylwetką ujętą od bioder w górę. Całość jest idealnie symetryczna, jedynie chylące się na lewą stronę kwiaty lekko zaburzają wrażenie matematycznej symetrii. Wyraźne centrum kompozycyjne stanowi twarz dziewczynki z ogromnymi oczami, a także bukiet kwiatów. Ramiona postaci oraz jej włosy i czubek głowy układają się w kształt pionowego owalu
Światło na obrazie Boznańskiej jest rozproszone. Pada wyraźnie z lewej strony, oświetlając tę część płótna i rzucając cień na ścianę tuż za prawym ramieniem dziewczyny. Jego źródło jest niewidoczne dla odbiorcy. Modelunek światłocieniowy charakteryzuje się dużą miękkością
Pomimo wrażenia kolorystycznej jednolitości na obrazie Boznańskiej, zastosowana przez nią gama barwna jest dość szeroka, gdyż obok dominującej, chłodnej szarości, pojawiają się ciepłe, choć złamane brązy i beże. Kolorystyka portretu jest bardzo stonowana. Wyraźną dominantę kolorystyczną stanowią białe chryzantemy.
Postać portretowanej dziewczynki bardzo silnie oddziałuje na odbiorcę za sprawą uporczywego spojrzenia. Chociaż dziewczynka ukazana jest w sposób realistyczny, to jednak jej ogromne oczy o nienaturalnie szerokich, czarnych źrenicach wywołują wrażenie niezwykłości. Nadaje to młodej portretowanej indywidualnego charakteru. Jej rozchylone usta sprawiają wrażenie, jakby chciała coś powiedzieć, lecz nie dopuszczono jej do słowa, więc przez szeroko otwarte oczy dziewczynki pragniemy zajrzeć wgłąb jej duszy i znaleźć odpowiedź na pytanie, co chciała nam powiedzieć. W jej niezwykłej twarzy możemy odnaleźć nutę zaciekawienia i lęku, tchnie ona spokojem i jednocześnie życiem. Dodatkowej ekspresji portretowi dodaje wyraźna faktura obrazu i ślady pędzla, które wskazują na fascynację impresjonizmem.