单心木兰科，大型乔木，薄壁组织中有球形或常轴向伸长的油细胞；茎节具五叶隙；导管分子具梯纹穿孔和多数
横纹，侧壁具梯纹；无穿孔的输水分子具具缘纹孔。
木薄壁组织主要为离管型，带状；木
射线细胞异形，兼有单列细胞和多列细胞，后者可宽至5列细胞；韧皮部在切向上分层，由纤维层和非纤维层交替构成，具楔状射线。叶互生，单叶，全缘，羽状脉；气孔为平列型；
叶柄具环状排列的维管束；
托叶缺。花相当大，
单生，悬垂，
花梗长而生于叶腋上方，很可能为甲虫媒，完全花，整齐，下位，
花托短；
花被分化为一轮具3萼片的
花萼和3－5轮较大的、大多数具12－18枚离生
花瓣的
花冠；
雄蕊多数，一般20－30，成3－4组，片状，具3脉，4个
小孢子囊两两成对，嵌生于中脉和远轴的边脉之间；一些具败育的小孢子囊的退化雄蕊生于正常雄蕊和
雌蕊间；
花粉粒大，舟形，为单萌发沟类型（即远极沟型），近光滑，外壁坚实，几乎不具结构；
心皮单1，对折，开花时大部不闭合，具腺毛的
柱头面沿与心皮边缘平行的方向延伸；
胚珠多数，约20－32，片状
胎座，在
心皮两边各排成单列，倒生，双珠被，厚珠心，具明显的珠孔塞；
胚乳发育为细胞型。果实粗壮，多少肉质，但具坚硬的外果皮，可能在成熟时开裂；种子多数，具橙红色的肉质外种皮，一些像木兰科一样生于细长的种柄上，另一些无柄；
胚乳丰富，富含
油脂，嚼烂状；胚很小，
子叶3枚，较少4枚。2n=24。
单心
木兰科只含单属，单种，即
单心木兰(Degeneria vitiensis A. C. Smith)，生于
斐济。单心木兰由于其片状雄蕊、只折叠不闭合的心皮、片状边缘胎座和3或有时4枚子叶，而倍受关注，被认为是一种古老的
被子植物。不过，它具有导管，这比
林仙科要进步得多，而它只有1枚心皮，这也比林仙科和
木兰科都进步得多。就像木兰目的其它科一样，本科也代表了一个具有独特的原始性状和进步性状的组合的孤立进化死支。
木兰亚纲：含8目，39科，约12,000种。有三分之二强的种隶属于其中的3个目（木兰目Magnoliales，樟目Laurales和毛茛目Ranunculales）。