大多数种球果植物都有一圆柱形茎干，枝条沿茎干着生，平展或上升，形成一塔形树冠。很多种具有强壮的主根系。均有分枝多的短根，用以吸收，常形成菌根。从近根尖处横切，可看到一层表皮细胞，有的细胞有根毛。表皮里面是几层细胞组成的皮层，其中有的细胞含菌根。皮层内还有内皮层，中心是维管束。根中常有树脂道。维管束的韧皮部和木质部之间是形成层，形成层细胞能不断分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部。木质部由管胞组成。管胞是细长而两端尖的细胞，厚壁上有孔(具绿纹孔)，很快变成中空的死细胞，其功能是机械支撑和输送水分。由木质部经韧皮部向外辐射的维管束射线一般由薄壁细胞组成，水平向只有一层细胞，垂直向有几层细胞。

茎的横切面上由外向里依次是表皮、韧皮部、形成层、木质部和髓部。表皮有皮孔，是内外气体交换的通道。髓部是未分化的薄壁组织，有3~5束原生木质部。从髓部有髓射线向外辐射。次生木质部也有木射线。很多属(尤其松属〔Pinus〕、贝壳杉属〔Agathis〕、黄杉属〔Pseudotsuga〕、落叶松属、云杉属〔Picea〕)的次生木质部中分散有纵向的树脂道，周围有小而薄的细胞，向树脂道分泌树脂，于树皮受伤时流出。该类植物又常称为针叶植物。叶多狭长，外被蜡质角质层。气孔沿叶脉两侧纵向排列。叶脉中心是1~2束维管细胞，外围是薄壁细胞，再外是内皮层。内皮层外是叶肉组织的栅栏细胞，内含叶绿体，可行光合作用。叶肉组织外有几层厚壁细胞(下皮)，具有机械支持作用。外面即是表皮。

球果植物叶内一般有树脂道1~5条。叶的形状因种而异。松、云杉、冷杉等为针状叶，柏、雪松等为小鳞片状。叶状枝属(Phyllocladus)的叶退化为微小的鳞片，扁化的小枝行光合作用。粗榧属(Cephalotaxus)、罗汉松属(Podocarpus)、杉属(Cunninghamia)多数种及南洋杉属(Arancaria)某些种的叶介于针状叶和鳞片状叶之间。该类群与其他种子植物一样具有无性的孢子体阶段和有性的配子体阶段。常见的球果植物植株就是占优势的孢子体世代。多雌雄同株，极少数雌雄异株。着生于孢子体上的小球花产生小孢子(花粉粒)，大球花常为木质，大孢子叶(珠鳞)上有胚珠(1~9枚)，中有大孢子。大小孢子均为单倍体。很多种的花粉粒两侧有气囊。风媒，传粉在春天进行，从雌球花出现至种子成熟，除松属等需要2年外，其他属在一年内完成(受精发育过程参阅裸子植物〔gymnosperm〕条)。种子大多在夏末秋初脱落，休眠至翌年春季萌发，萌发率一般为20%，但幼苗死亡率极高，有些种接近100%。