乌毛蕨是大型蕨类植物。根状茎粗短，直立，植株高可达1.2米，有圆柱状主轴，顶端密被红棕色长钻形鳞片。主轴直立或斜上，粗约10-15公分，单一或有时分叉，黑褐色，木质，坚实，顶部与叶柄底部均密披鳞片；鳞片线形，长达3公分，先端钻状渐尖，边沿略具缘毛，红棕色或褐棕色，有光泽，膜质。叶簇生于主轴的顶部，略呈二形；叶柄长10-30公分，粗3-6毫米，棕禾秆色，巩固，光滑或下部略显粗糙；叶片椭圆披针形，长50-100公分，一回羽状；羽片30-50对，对生或互生，线状披针形至狭披针形，先端和渐尖，