冬虫夏草不是植物，也不是动物，而是独立于动物和植物的真菌，即一种具真核的、产孢的、无叶绿体的真核生物。冬虫夏草是线虫草科、线虫草属真菌，可以与蝙蝠蛾幼虫形成复合体。由似蚕的虫体与从虫头部长出的真菌子座相连而成。

冬虫夏草的子座呈棍棒状，新鲜时革质，基部浅黄色，中部黄褐色，顶部黑褐色，长可达6厘米，直径可达2毫米。子座菌丝无色，厚壁，频繁分隔，偶尔分枝。

冬虫夏草多生于海拔3000-4000米的高寒山区，主要生于草原、河谷、草丛的土壤中。在中国主要分布于西藏、青海、甘肃、四川、贵州、云南等的高寒地带和雪山草原。