子实体：子座一年生，棍棒状，新鲜时革质，无特殊气味，基部浅黄色，中部黄褐色，顶部黑褐色，内部白色，干后木栓质，外部灰褐色至黑褐色，光滑至略粗糙，内部白色，长可达6厘米，直径可达2毫米。子座：子座菌丝无色，厚壁，频繁分隔，偶尔分枝，规则排列，直径通常为3-6微米，有时膨胀可达12微米。
每年的8月下旬开始，冬虫夏草的寄主蝙蝠蛾幼虫遇到借助风力或雨水传播的冬虫夏草子囊孢子，在环境条件适宜时被侵染，被侵染幼虫行动迟缓，10月份2–9℃时爬至近地表处死亡呈僵虫。冬虫夏草菌吸收虫体营养进行生长繁殖致使虫体内长满菌丝继而形成子座。11月至次年2月份，地温极低，子座生长非常缓慢甚至停止生长；5月，温度升至4–10℃，土壤解冻，僵虫体表长出菌丝并与土壤黏结成一层膜皮，子实体迅速向上生长至20–50毫米的棒状子实体，露出地面；6–7月中下旬，子实体头部逐渐膨大，子囊孢子在适宜的温湿度、光照下成熟并弹射出来，此时，地下僵虫腐烂，子实体空心，扩散出来的孢子借助风、水再去感染蝙蝠蛾幼虫。天然状态下，冬虫夏草完成无性和有性世代需要约3年的时间。
冬虫夏草，又称冬虫草、虫草，它是麦角菌科冬虫夏Cordycrps sinensis（Berk.）Sacc.寄生在幼虫蛾科昆虫幼虫上的子座及幼虫尸体的复合体。
冬虫夏草主要生弛高海拔的森林草甸或草坪上；由于土质的缘故，生弛森林草甸的上冬虫夏草颜色以暗黄棕色为主，生弛草原上的冬虫夏草则以黄棕色为主；前者以四川、云南、甘肃产为多，后者以西藏、青海产为多。
每年的农历四至五月间，积雪溶化的时候，便是冬虫夏草采收的季节，此时冬虫夏草出苗未超过一寸，如果过了这个时节，则会苗枯死，其它杂草也会生长，冬虫夏草则踪影全无；冬虫草采收时要除去附在虫体上的黄色腊衣和其它杂质，凉干或晒干；传统的包装方法是以6～8条，用小红绳扎成一小捆（小子）。国内药用价值的虫草产于西藏那曲、昌都以及青海玉树、果洛这几个产地，这些产地位于海拔3000-4000米线，天然虫草素以及天然氨基酸含量。