直长筒蕨，植株高10-28厘米。
根状茎短，略近直立，粗2-3毫米，先端密被褐色多细胞的节状毛。
叶簇生；
叶柄长3-12厘米，粗约1毫米，暗褐色，坚硬，上面有沟，下面圆柱形，与叶轴同被褐色多细胞的节状疏毛，无翅；
叶片三角状卵形，长6-14厘米，下部宽3.5-6厘米，二回羽裂；
羽片长圆披针形，长2-3厘米，宽8-12毫米，钝头，基部斜楔形，相距6-10毫米，上部的互生，基部的几对生，无柄或基部几对有短柄，略开展，上部的渐斜升，羽状深裂几达羽轴；
小羽片长圆形，长3-4毫米，基部多少浅裂，向顶端为粗齿牙状，急尖头，基部下侧下延。
叶脉羽状，伸入锯齿，褐色，两面明显隆起。
叶薄草质，干后暗褐色，上面稍被头垢状物，下面几光滑。
孢子囊群着生于向轴的短裂片顶端；
囊苞圆筒状，不向下弯垂，两侧有狭翅，口部不膨大，囊群托细长而突出。