孢子体:根为不定根,茎除粗壮直立茎外均为根状茎(除桫椤外均为地下茎),中柱类型复杂。叶为大型叶,分为单叶,复叶。
孢子囊:多数着生在孢子叶的边缘,背面或特化了的孢子叶上。由多数孢子聚集成各种形状的孢子囊群,具有有囊群盖或无囊群盖。原始种类的孢子囊壁多层细胞,无环带,较进化种类孢子囊壁薄,一层细胞,有环带。
配子体:形小,大多具背腹性叶状体,心脏形,绿色,有假根。精子器和颈卵器均在腹面,精子具多数鞭毛。
厚囊蕨纲:孢子壁厚,几层细胞组成,具气孔和短柄。孢子囊的发生是由几个细胞同时起源的,为厚囊性发育。孢子囊大,孢子数量多,都是同型孢子。配子体发育需要真菌共生。
原始薄囊蕨纲:孢子囊由一个原始细胞发育,但囊柄可由多数细胞发生;孢子囊的壁由单层细胞分化而成。孢子囊的一侧有数个细胞的壁是加厚的,形成盾形的环带,配子体为心形的叶状体。
薄囊蕨纲:孢子囊起源于一个圆锥形原始细胞,孢子囊壁薄,由一层细胞构成,具有各式的环带。孢子囊通常聚集成孢子囊群,囊群盖有或无,大多为同型孢子。