多年生黑麦草是禾本科黑麦属多年生疏丛型草本植物。株高80~100厘米。须根发达,主要分布于15厘米深的土层中。茎直立,光滑中空,色浅绿。单株分蘖一般60~100个,多者可达250~300个。叶片深绿有光泽,长15~35厘米,宽0.3~0.6厘米,多下披。叶鞘长于或等于节间,紧包茎;叶舌膜质,长约1毫米。穗状花序长20~30厘米,每穗有小穗15~25个,小穗无柄,紧密互生于穗轴两侧,长10~14毫米;有花5~11枚,结实3~5粒。第一颖常常退化,第二颖质地坚硬,有脉纹3~5条,长6~12毫米。外稃长4~7毫米,质薄,端钝,无芒;内稃和外稃等长,顶端尖锐,透明,边有细毛。颖果梭形。种子千粒重1.5克。