蕨类植物（Pteridophyta）又称羊齿植物。它和苔藓植物一样，都具有明显根、茎、叶的分化和世代交替现象，无性生殖产生孢子囊和孢子，有性生殖时，产性精子器和颈卵器，受精卵发育成胚。因此它既属于高等植物、孢子植物，又是颈卵器植物。但它与苔藓植物相比，有许多进化的特征。
    （一） 孢子体发达，出现了真根和维管组织。蕨类植物的孢子体远比配子体发达，习见的植物体就是孢子体，大多为多年生草本，少数为木本（如莎椤Alsophila spinulosa (Wall. ex Hook.) Tryon）。除少数原始类群仅具假根（如松叶蕨）外都为真根——不定根。植物体已有维管组织的分化，中柱类型多为较原始的原生中柱、管状中柱和网状中柱，极少为真中柱，一般没有形成层，不能进行次生生长。原始类群具地上茎（气生茎），大多数为根状茎。蕨类植物的叶根据形态结构和起源可分为两类：一类是小型叶（microphyll），没有叶柄和叶隙，只具有单一叶脉，按顶枝学说理论是由单个顶枝扁化而成；但突起学说认为是由经轴表面突起而形成。另一类是大型叶（macrophyll），有叶柄，叶隙有或无，叶脉多分支，按顶枝学说认为是由多个顶枝合并扁化而成。此外，叶子还有同型叶（homomorphic leaf, 形状相同，没有营养叶和孢子叶之分）和异型叶（heteromorphic leaf, 叶分孢子叶和营养叶，且形状不同）之分。
   （二）孢子囊（及孢子叶）常集生成孢子叶穗、孢子囊穗、孢子囊群或孢子果。较原始的小型叶蕨类如石松和木贼，其孢子囊单生在孢子叶的叶腋或基部，孢子叶聚集成穗状或球状，称孢子叶穗(sporophyll spike)或孢子叶球（strobil）；较进化的真蕨类其孢子囊常成群聚生在叶的背面或边缘，称为孢子囊群（sorus）；也有的（如瓶尔小草）集生在一个特化的孢子叶上称孢子囊穗（sporangiate spike）；还有的水生真蕨（如槐叶萍）其孢子囊集生在特化的孢子果（sporocarp）内。大多数蕨类植物产生的孢子大小相同，萌发的配子体两性，称为同型孢子（isospory）；而卷柏和少数水生真蕨的孢子有大小之分，分别发育成雌雄配子体，这种孢子称异型孢子(heterospory)。
    （三） 配子体大多数能独立生活。蕨类植物的配子体称为原叶体，原始类群的配子体为块状或圆柱状，埋于或半埋于土中，通过菌根获取营养（如石松Lycopodium japonicum Thunb.）；多数蕨类植物的配子体为扁平的叶状体，具叶绿体，能独立生活。孢子体和配子体都能独立生活在高等植物中只有蕨类植物。但有少数蕨类（如卷柏和水生真蕨）配子体在孢子内部发育，趋向于失去独立生活的方向发展。配子体腹面着生精子器和颈卵器，精子器产生的精子（多鞭毛）借助于水到达颈卵器与卵结合，受精卵在颈卵器内发育成胚，幼孢子体长大时配子体死亡，孢子体独立生活并占优势地位。
    在蕨类植物中，普遍存在孢子体不经过孢子而产生配子体的无孢子生殖以及配子体不经过配子的结合而直接产生孢子体的无配子生殖现象。
    但蕨类植物的维管组织还较原始，木质部大多无导管，韧皮部无筛管和伴胞，因此输导能力不强，无形成层故不能进行次生生长；产生孢子，不产生种子；精子有鞭毛，受精还离不开水等特征又有别于种子植物。因此蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一个类群，既是高等的孢子植物，又是原始的维管植物。