藻体直立，线形，圆柱状，多丛生在一个较平而大的鲜红色的盘状固着器上，高30~50cm，最长可达1m或以上，及顶的主干较明显，径0.5~2mm，分枝一般1~3次；成熟的藻体，枝多伸长，特别是枝上部常裸露成鞭状，未成熟的藻体的分枝上，多密被有短的小枝，枝多互生或偏生，分枝的腋角一般为锐角，偶有叉分现象，分枝基部一般不缢缩，有时略缩，小枝基部常略宽，枝径0.5~2mm，枝端
龙须菜的细部结构图(11张)
逐渐尖细，枝本身常因受损而折断，后在截面处再生新枝。新鲜时紫红色，干后变暗；软骨质较强；制成的腊叶标本不完全附着于纸上。[1]
藻体由髓部和皮层组成，髓部细胞不规则圆形，径190~420μm，壁厚约3.3~8μm，外围有2~4层小的皮层细胞，细胞近圆形，多少含有色素体；最外的一层细胞含有色素体，卵形或方圆形，6~9μm × 5~7μm。皮层和髓部之间界限明显。体表胶质层约6~7μm厚。[1]
四分孢子囊呈十字形分裂，紫红色，散生在藻体的表面，埋于皮层细胞中；表面观近圆形或卵形，径26~33μm；切面观为卵形、卵圆或长圆形，42~52μm × 26~40μm，囊周部分皮层细胞较显著的变态。囊果半球形至球形，明显地突出体表面，囊径常常由于大于枝径使枝呈“之”字形回曲，成熟的囊果具明显的喙，基部略缩，1079~1328μm × 830~1494μm；囊果的切面观，产孢丝细胞较小，数量也偏多，径16~30μm，内含物浓，其顶端产生卵形或球形果孢子囊；果孢子囊径33~46μm，鲜红色；囊果被由11~13层细胞组成，116~182μm厚，外部1~2层卵形或角圆的长方形小细胞；内部为圆至扁圆形大细胞；低倍镜观察排列整齐，胞壁尚清楚；高倍镜观察，细胞内原生质有连丝。产孢丝与囊果被之间无吸收丝。囊果的顶端有一囊孔，成熟的果孢子由此孔放散出去。精子囊属“C”型，位于藻体表面，发白，反光强的精子囊遍布表皮层细胞上。
