线叶黑三棱的茎长30-50厘米。
线叶黑三棱的外形近于矮黑三棱和线叶黑三棱，但前者叶片较宽，植株基部斜卧水中，或近于直立，雄性头状花序1个；后者花柱极短，或几无花柱等。
线叶黑三棱的花果期是7月至9月。
线叶黑三棱的花序总状，长6-16厘米，雄性头状花序2-3 (-4) 个，雌性头状花序2-4个，互相远离，下部1-2个具细长的总花梗。