旱生小形植物。 植株高7-16厘米。根状茎短而直立，被栗黑色而有棕色狭边的披针形鳞片。叶簇生；柄长4-12厘米，粗约1毫米，栗黑色或栗红色，有光泽，基部疏被狭卵状披针形鳞片向上先滑；叶片五角形，长3.5-6厘米，宽几相等，三裂，中央羽片最大，近菱形，长宽各3-5厘米，渐尖头，基部扩大成小耳状并楔形下延，而与侧生羽片相连（少有分离），二回羽状深裂；小羽片4-5对，斜展，有狭的间隔分开，基部一对最大，长可达3厘米，宽4毫米，线状披针形，先端钝或急尖，深羽裂达羽轴的狭翅；裂片6-9对，长圆形或三角形，钝头或钝尖头，全缘；向上的小羽片渐短，基部下侧扩大成小耳状，并呈楔形下延而彼此相连；侧生羽片三角形，斜向上，长2-4厘米，基部宽2-3厘米，短渐尖头，不对称的二回羽状深裂，羽轴上侧的小羽片较下侧的为短，披针形或长圆形，钝尖头，边缘有几个小圆齿；羽轴下侧的小羽片较长，基部一片尤长，斜指下方，长约1-2厘米，宽3-6毫米，披针形或长圆形，短尖头或急尖头，羽状深裂达小羽轴狭翅，向上的小羽片逐渐缩短，斜展，浅裂至全缘。叶脉在末回小羽片上羽状分叉，栗棕色，极斜向上，上面不见；下面明显凸出，彼此密接成瓦楞形。叶干后革质，上面暗绿色，平滑无毛；下面被腺体，分泌白色腊质粉末；叶轴及各回羽轴和叶柄同色。孢子囊群生小脉顶端，囊群盖膜质，淡棕色至褐棕色，连续，通常较阔，幼时几达主脉，边缘具不整齐的浅波状圆齿。

小叶中国蕨的孢子呈褐色，近球状，具有3裂缝。