厚叶铁角蕨，植株高15-30厘米。
根状茎短而直立，粗约4毫米，深褐色，先端密被鳞片；
鳞片披针形或卵状披针形，长约5毫米，基部宽0.5-1毫米，膜质，黑褐色，有光泽，边缘有小齿牙。
叶簇生，单叶；
叶柄极短或近无柄，淡禾秆色；
叶片披针形，长15-25厘米，中部宽1.4-2(-3.9)厘米，先端渐尖或急尖，基部缓下延而呈狭翅状，边缘下部全缘，向上部呈不整齐的波状圆齿（有时仅有疏缺刻）。
主脉明显，粗壮，下面不为显著隆起，上面圆而隆起，淡禾秆色，小脉两面均不明显或上面仅可见，斜展，二叉，通直，不达叶边。
叶肉质，干后淡绿色，两面均疏被深褐色或基部为褐棕色的星芒状小鳞片，通常下面较密，老时部分脱落。
孢子囊群阔线形，长5-8.5毫米，深棕色，略斜展，自主脉向外行，达叶片宽的2/3或稍过之，彼此相距1.5-3毫米，生于上侧小脉的上侧边；
囊群盖阔线形，灰白色，后变黄棕色，膜质，全缘，开向主脉，宿存。
染色体2n＝72。
