Thân cây Osmundaceae chứa các mạch rây được sắp xếp như một siphonostele ngoài tử cung; nghĩa là, một vòng phloem chỉ xảy ra ở bên ngoài một vòng xylem, bao quanh pith (và không có mạch rây nào khác).  Stipules có thể được phân biệt ở gốc lá của những cây dương xỉ này. Các chiếc lá cứng được đặt liên tục và chồng chéo để tạo thành một lớp cứng bao quanh thân. Lớp phủ của các gốc lá xơ cứng và rễ xen kẽ có thể tạo thành thân cây gỗ khi thân cây nổi lên trên mặt đất, cao tới 1 mét (3,3 ft) ở Todea barbara. Các thành viên tuyệt chủng của gia đình, phát triển mạnh mẽ trong Mesozoi, có thể đạt đến tầm vóc của cây và được gọi là dương xỉ cây. Các lá có hình dạng giống nhau, với các lá mầm màu mỡ và vô trùng riêng biệt có cấu trúc hoàn toàn khác nhau, hoặc có các phần màu mỡ và vô trùng của thân cây rất khác biệt về cấu trúc.

Sporangia trong Osmundaceae rất lớn và mở ở một khe trên đỉnh; annulus điều khiển việc mở túi bào tử ở bên cạnh. 128 đến 512 bào tử thường có mặt. Các bào tử có màu xanh lá cây, gần tròn và trilete. Các bào tử nảy mầm thành giao tử, có màu xanh lá cây (quang hợp) và phát triển ở bề mặt. Chúng lớn và hình trái tim. Số lượng nhiễm sắc thể cơ sở cho các thành viên của đơn đặt hàng là 22.