黑柄蹄盖蕨，根状茎短而直立，先端和叶柄基部被深褐色、披针形的鳞片；
叶簇生。
能育叶长达(15-)35(-50)厘米；
叶柄长(8-)10(-18)厘米，直径1-3毫米，禾秆色；
叶片长卵形至长圆状披针形，长(8-)15-25(-35)厘米，中部宽约(3.5-)6(-14)厘米，渐尖头，向基部几不变狭，二回羽状至二回羽状，小羽片深羽裂；
羽片10-15对，互生，平展或斜展，有短柄，三角状披针形，长达(2-)3(-7)厘米，基部宽1-1.2 (-3)厘米，钝尖头至渐尖头，一回羽状至一回羽状，小羽片深羽裂；
小羽片5-8对，平展或斜向上，下部的2-3对分离，向上的基部下延在羽轴上成狭翅，卵形，钝圆头，基部近楔形，略不对称，基部上侧的1片较大，长约6(-26)毫米，宽4.5-8毫米，边缘有锐尖重锯齿至浅裂；
其余的羽片较小，边缘有三角形锐锯齿。
叶脉在小羽片上为羽状，侧脉3-4对，单一（在基部上侧小羽片上的多为分叉）。
叶干后薄草质，褐绿色，两面无毛；
叶轴和羽轴下面禾秆色，有时略带淡紫色，密被浅褐色短毛，上面有贴伏的针状软刺。
孢子囊群圆肾形、马蹄形、弯钩形或椭圆形，每小羽片2-3对，生于上侧小脉的中部；
囊群盖同形，褐色，膜质，边缘有睫毛，宿存。
孢子周壁表面无褶皱，有颗粒状纹饰。
染色体数目n=40, 4x apo.。