北京铁角蕨，植株高8-20厘米。
根状茎短而直立，先端密被鳞片；
鳞片披针形，长2-4毫米，膜质，黑褐色，略有虹色光泽，全缘或略呈微波状。
叶簇生；
叶柄长2-4厘米，粗0.8-1毫米，淡绿色，下部疏被与根状茎上同样的鳞片，向上疏被黑褐色的纤维状小鳞片；
叶片披针形，长6-12厘米，中部宽2-3厘米，先端渐尖，基部略变狭，二回羽状或三回羽裂；
羽片9-11对，相距8-12毫米，下部羽片略缩短，较远离，平展，对生，向上互生，斜展，有极短柄，中部羽片三角状椭圆形，长1-2厘米，宽6-13毫米，急尖头，基部不对称，上侧截形并与叶轴平行，下侧楔形，一回羽状；
小羽片2-3对，互生，上先出，基部上侧一片最大，紧靠叶轴，椭圆形，长5-6毫米，宽2-3毫米，近圆头，基部楔形并略与羽轴合生，下延，边缘羽状深裂，裂片3-4片，斜向上，舌形或线形，长1-3毫米，先端圆截形并有2-3个锐尖的小齿牙，两侧全缘；
其余的小羽片较小，不为深裂，斜向上，彼此接近。
叶脉两面均明显，上面隆起，小脉扇状二叉分枝，彼此接近，斜向上，伸入齿牙的先端，但不达边缘。
叶坚草质，干后灰绿色或暗绿色；
叶轴及羽轴与叶片同色，两侧有连续的线状狭翅，下部疏被黑褐色的纤维状小鳞片，向上光滑。
孢子囊群近椭圆形，长1-2毫米，斜向上，每小羽片有1-2枚（基部一对小羽片有2-4枚），位于小羽片中部，排列不甚整齐，成熟后为深棕色，往往满铺于小羽片下面；
囊群盖同形，灰白色，膜质，全缘，开向羽轴或主脉，宿存。
染色体2n=144。
