北美球子蕨，植株高30-70厘米。
根状茎长而横走，黑褐色，疏被鳞片；
鳞片阔卵形，长约5毫米，渐尖头，边缘全缘或为微波状，棕色，薄膜质。
叶疏生，二形：不育叶柄长20-50厘米，基部棕褐色，略呈三角形，向上深禾秆色，圆柱形，粗2-3毫米，上面有浅纵沟，疏被棕色鳞片，叶片阔卵状三角形或阔卵形，长宽相等或长略过于宽，长13-30厘米，宽12-22厘米，先端羽状半裂，向下为一回羽状，羽片5-8对，相距1.5-3厘米，披针形，基部一对或下部1-2对较大，长8-12厘米，宽1.5-3厘米，有短柄，边缘波状浅裂，向上的无柄，基部与叶轴合生，边缘波状或近全缘，叶轴两侧具狭翅，叶脉明显，网状，网眼无内藏小脉，近叶边的小脉分离，叶草质，干后暗绿色或浅棕绿色，幼时略被小鳞片，成长后光滑无毛；
能育叶低于不育叶，叶柄长18-45厘米，较不育叶柄粗壮，叶片强度狭缩，长15-25厘米，宽2-4厘米，二回羽状，羽片狭线形，与叶轴成锐角而极斜向上，小羽片紧缩成小球形，包被孢子囊群，彼此分离，排列于羽轴两侧，孢子囊群圆形，着生于由小脉先端形成的囊托上，囊群盖膜质，紧包着孢子囊群。
染色体2n=74。
