Về mặt thực vật học thì rêu thật là thực vật không mạch trong ngành thực vật trên cạn Bryophyta. Chúng là thực vật nhỏ (chỉ cao vài xentimet) thân thảo (không hóa gỗ) chủ yếu hấp thụ nước và các chất dinh dưỡng qua lá,sử dụng cacbon dioxit và ánh nắng để quang hợp tạo ra thức ăn.[5][6]

Các thể giao tử của rêu thật có thân đơn hoặc phân nhánh, moc thẳng hay bò sát mặt chất nền. Lá của chúng đơn giản, thường chỉ có một lớp tế bào không có khe hở bên trong và thường có gân giữa dầy hơn. Chúng không có rễ thực sự mà chỉ có rễ giả như sợi chỉ để gắn chúng vào chất nền. Rêu thật không hấp thụ nước và chất dinh dưỡng từ chất nền thông qua các rễ giả này. Có thể phân biệt rêu thật với rêu tản (Marchantiophyta hay Hepaticae) bằng các rễ giả đa bào của chúng. Các nang chứa bào tử hay túi bào tử của rêu thật nằm đơn độc trên các thân dài không phân nhánh, và như thế phân biệt chúng với thực vật nhiều túi bào tử (Polysporangiophyta), nhóm chứa tất cả các loài thực vật có mạch. Các thể bào tử mang bào tử (nghĩa là thế hệ đa bào lưỡng bội) có thời gian sống ngắn ngủi và phụ thuộc vào thể giao tử để có nguồn cung cấp nước và chất dinh dưỡng. Bên cạnh đó, ở phần lớn các loài rêu thật thì nang chứa bào tử phình to và thuần thục sau khi cuống dài ra, trong khi ở rêu tản thì nang phình to và thuần thục trước khi cuống dài ra.[6] Các khác biệt khác là không phổ quát đối với tất cả các loài rêu thật hay rêu tản, nhưng sự hiện diện của thân cây khác biệt rõ ràng với các lá hình dáng đơn giản và nổi gờ, không xẻ thùy sâu hay phân đoạn và không sắp xếp thành 3 hàng, tất cả đều chỉ ra rằng nó là loài rêu thật.