中生夏绿植物。植株高20-40厘米。根状茎直立，先端密被鳞片；鳞片阔披针形，红棕色，边缘具锯齿。叶簇生，柄长10-15厘米，粗壮，栗红色，基部疏具淡棕色、阔披针形鳞片；叶片长圆披针形，长17-25厘米，宽5.5-8.5厘米，先端渐尖，下部三回羽状深裂；羽片10-12对，近对生，羽片椭圆状披针形，无柄或有极短的柄，彼此以无翅叶轴远分开，基部一对羽片卵状三角形，先端短渐尖，长2.5-4厘米，二回羽状深裂，顶部为羽状深裂；小羽片4-5对，彼此多少以狭翅相连，卵状长圆形，先端渐尖，长1-1.5厘米，宽5-7毫米，羽状深裂；裂片4-5对，彼此以狭缺刻分开，长约3毫米，宽2毫米，先端钝，边缘全缘；第二对羽片通常较基部一对为大。叶干后草质，暗绿色或褐色，两面不被鳞片及毛，下面疏被灰白色粉末，叶脉羽状，两面不显。孢子囊群圆形，成熟时汇合成线形；囊群盖草质，幼时褐绿色，老时褐色，连续，边缘波状。华北粉背蕨的孢子呈四面体球形，三裂缝，周壁黄褐色。