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。