毛空轴茅为禾本科多年生高大草本植物。根茎粗壮，常被鳞片及枯萎叶鞘。秆直立，上部常分枝。叶扁平，中脉显著。总状花序圆柱形，直立，具柄，总状花序轴节间中空，易逐节脱落；小穗孪生。无柄小穗背腹压扁，嵌入总状花序轴凹穴中；第一颖质厚，平滑或有窝槽，两侧具不等宽的窄翅；第二颖舟形，脊上部具膜质窄翅；内外稃膜质，近等长，常具脉纹；雄几蕊3，花柱离生；鳞被2，较大。有柄小穗具游离的小穗柄，小穗与无柄者相似或退化，小花中性，雄性或极稀两性，有时不存在。颖果通常长圆形。染色体x=9。