Размеры взрослых растений изменяются от 5—10 см (в умеренном климате) до 2—3 м (в тропиках).
Стебель у больших видов длинный (у вьющихся тропических — около 20 м), тонкий, дорзовентральный, ложно-вильчаторазветвленный, снабжённый ризофорами и несущий мелкие округлые или яйцевидные неодинаковые листья (филлоиды). На стебле у большинства видов можно различить четыре ряда листьев: два ряда мелких спинных и два ряда более крупных боковых. У других видов листья такие же спиральные, как у плаунов. С нижней стороны стебля отходят особые, тонкие бесцветные придатки, которые несут придаточные корни, развивавшиеся в почве.
На верхушке ветвей стебля появляются так называемые «колоски» (стробилы), содержащие плодущие листья (спорофиллоиды), часто иной формы, нежели бесплодные листья. В пазухе листьев находятся округлые микроспорангии со множеством микроспор и мегаспорангии, большей частью с четырьмя мегаспорами. Споры высеиваются и, прорастая, дают зачаточные заростки — мужские (дают микроспоры) и женские (мегаспоры). Селагинелла может также размножаться вегетативно.
