它们既具有真蕨纲的性状,也具有松柏纲的性状。它们有比较复杂的三维空间的枝系,末级枝扁化成叶状枝;在高级的类型中末级枝条扁化成叶并具叶脉。茎内有形成层,产生
次生木质部,木质部管胞径向壁上具裸子植物特有的具缘纹孔。生殖器官为孢子囊,有的为同孢,有的孢子囊中的孢子形态有大小的分化,有的具大形的孢子,有的具小形的孢子,大小相差2~10倍。
出现于中泥盆世到晚泥盆世,可以戟枝木和四列木为代表。戟枝木是乔木,有的高达10米,有主茎和枝系之分,侧枝长约1米,螺旋状排列,向着3个方向生长。末级枝系两歧分叉,形如叉戟,但未扁化。四列木也是乔木,形态接近于戟枝木,但侧枝对生,交互排列,向着四个方向生长。末级枝系两歧分叉,扁化如叶。
以原始髓木为代表。乔木状,茎直径可达45厘米。茎横切面中央为椭圆形的髓,髓的两侧对生出内始式
初生木质部,
次生木质部管胞径向壁上有一系列圆形具缘纹孔,也有呈椭圆形的如梯纹纹孔。茎的侧向附属物互生或两列状伸出。生殖枝二歧分叉,孢子囊纺锤形,羽状排列于小枝顶端。同孢,可能有异孢。
本目的代表是古羊齿属(见图)。它们是较高的塔形乔木,高达25~35米,直径达1.6米,出现于晚泥盆世到早石炭世初期。茎干上部多次单轴式分枝,组成巨大的树冠,有主枝和二、三级侧枝,末级枝交互对生地着生古羊齿型的单叶和叶间(托叶),叶具扇状脉。茎具有很发达的次生木质部。木材曾在器官属美木名下记载。初生木质部中始式,次生木质部具一至多行交互排列的圆形具缘纹孔。侧枝横切面显示有枝迹和叶迹,而无叶隙,中央具髓,与松柏植物密切。孢子囊一至多排着生于小枝上变形叶的近轴面,大小相同,外形相同的孢子囊,有的为同形孢子,有的则具大形孢子或小形孢子,大小相差2~10倍。