黑柄三叉蕨，植株高达1.5米。
根状茎直立，粗2-3厘米，顶部及叶柄基部被鳞片；
鳞片披针形，长5-6毫米，先端渐尖，全缘，膜质，棕色。
叶簇生；
叶柄长约60厘米，基部粗约1厘米，乌木色并有光泽，上面有浅沟并疏被有关节的棕色短毛，下面光滑；
叶片三角形，长达80厘米，基部宽约60厘米，先端渐尖，三回至近四回羽裂；
羽片约6对，基部一对对生，向上部的互生，斜向上，间隔约6厘米，基部一对柄长3-5厘米；
基部一对羽片最大，三角形，长40-45厘米，基部宽25-30厘米，先端渐尖，基部圆截形；
中部的羽片披针形，长12-15厘米，中部宽4-5厘米，先端渐尖，基部稍狭并与叶轴合生，深羽裂达2/3形成镰状披针形的裂片；
基部羽片的小羽片约8对，互生，稍斜向上，间隔约2厘米，无柄，下部两对分离而其基部与羽轴合生，向上部的小羽片基部彼此以宽约1厘米的阔翅相连；
基部一对小羽片最大，椭圆披针形，长15-20厘米，基部宽6-9厘米，先端长渐尖，基部截形，深羽裂达2/3-3/4；
裂片约10对，稍斜向上，间隔约5毫米，镰状披针形，长3-5厘米，基部宽1-1. 5厘米，先端渐尖，边缘有波状浅圆裂片。
叶脉联结成近六角形网眼，有单一或分叉的内藏小脉；
裂片主脉禾秆色，上面密被有关节的淡棕色短毛。
叶薄纸质，干后暗绿色，两面光滑；
叶轴、羽轴及小羽轴乌木色并有光泽，上面均密被有关节的淡棕色短毛。
孢子囊群圆形，生于内藏小脉顶端，在主脉两侧各有1行；
囊群盖圆盾形，全缘，膜质，棕色，宿存。
