1.植物体(孢子体)发达,多为乔木、灌木,稀为亚灌木(如麻黄)或藤本(如买麻藤),大多数是常绿植物,极稀为落叶性(如银杏、金钱松);茎内维管束环状排列,有形成层及次生生长,但木质部仅有管胞,而无导管(除麻黄科、买麻藤科外),韧皮部有筛胞而无伴胞。叶为针形、条形、鳞片形,极少为扁平形的阔叶。
2.枝有长、短枝之分;长枝细长,无限生长,叶在长枝上螺旋排列;短枝粗短,生长缓慢,叶簇生枝顶。
3.网状中柱,有形成层和次生生长,有年轮,木质部有管胞,少导管,韧皮部有筛胞,无伴胞。
4.大型叶,多为针形,条形或鳞片形,少为扁平阔叶。条形叶面的气孔纵向单列成气孔线。叶背的气孔线常多条紧密排列成浅色的气孔带。
5.孢子叶大多数聚生成球果状,称孢子叶球,孢子叶球单生或聚生成各式球序,通常是单性同株或异株。小孢子叶(雄蕊)聚生成孢子叶球(雄球花),每个小孢子叶下面生有贮满小孢子(花粉)的小孢子囊(花粉囊)。大孢子叶(心皮)丛生或聚生成大孢子叶球(雌球花)。
6.每个大孢子上或边缘生有裸露的胚珠。胚珠是由胚囊(雌配子体)、珠心(大孢子囊)和珠被(大孢子囊外侧附属物)组成。产生种子。花被常缺,仅麻黄科、有麻藤科有类似于花被的盖被(假花被);雄蕊(小孢子叶)聚生成小孢子叶球(雄球花staminate strobilus);雌蕊的心皮(大孢子叶或珠鳞)呈叶状而不包卷形成子房,丛生或聚生成大孢子叶球(雌球花femalGcone);胚珠裸生于心皮的边缘上,经过传粉、受精后发育成种子,所以称裸子植物,这是与被子植物的主要区别点。
7.裸子植物的配子体非常退化,微小,构造简单,完全寄生在孢子体上。雄配子体是由小孢子萌发形成花粉管,内有两个游动或不游动的精子。小孢子在小孢子囊中萌发,通常在4细胞时主要由风力传播。雌配子体由大孢子发育而成,是由胚囊及胚乳部分组成,下端原叶体部分就是胚乳,顶端则有2个或多个颈卵器,颈卵器结构简单,埋于胚囊中,仅有2个,4个颈壁细胞露在外面,颈卵器内有1个卵细胞和1个腹沟细胞,无颈沟细胞,比蕨类植物的颈卵器更为退化。
8.有多胚现象,大多数的裸子植物有多胚现象(p01yembryony),这是由于1个雌配于体上的几个或多个颈卵器的卵细胞同时受精,形成多胚,或者由于1个受精卵在发育过程中,发育成原胚,再由原胚组织分裂为几个胚而形成多胚。
9.种子由胚、胚乳和种皮等组成,胚来源于受精卵,是新一代孢子体,胚乳来源于雌配子体;种皮来源于珠被,是老一代的孢子体,因此,裸子植物的种子包含有三个不同的世代。