植物体形态奇特，不同于其他祼子植物。茎部粗短，块状，有圆锥根深入地下。植物体除了在幼苗时期还有1对子叶（2－3年后脱落）外，终生只有1对大型带状子叶，长达2－3米，宽约30厘米，可生存百年以上，故名百岁兰。孢子叶球序单性异株，生于茎顶凹陷处；孢子叶球序的苞片交互对生，排列整齐，呈鲜红色。小孢子叶球具6个基部合生的小孢子叶，中央有1个不完全发育的胚珠。
大孢子叶球盖被筒状，胚珠具一层珠被，珠被顶端延伸成珠孔管。百岁兰无颈卵器，其受精作用是由雌配子体的顶部向上生出的管状突起和珠心中向下生长的花粉管相遇而进行的。染色体：X=21。