根茎は斜上し、叢生。葉柄は長さ25～55 ㎝、緑色、古くなるとわら色、基部は褐色。葉身は鮮緑色、薄い草質、長さ 45～70㎝、幅30～55㎝の三角形～卵状三角形、2回羽状深裂。羽片は15～20対つき、三角状長楕円形、先が尖り、短い柄がつく。中間の羽片は長さ25～35㎝、幅2.5～5㎝、下部の1～2対の羽片は短い。小羽片は深裂し、三角状狭卵形、鋭頭～鋭劣頭で、羽軸は普通、無毛。裂片は長楕円形～卵状長楕円形、鋭鋸歯～羽状浅裂。ソーラスは馬蹄形～惰円形～J形、中肋寄りにつく。包膜は馬蹄形～惰円形～J形、縁が細かく裂ける。2n=240
　サトメシダとヤマイヌワラビの雑種はオオサトメシダといい、より大形になり、葉柄や中軸が紅紫色を帯び、包膜の縁が細裂する。
　類似のヤマイヌワラビは葉柄が紅紫色を帯び、裂片の鋸歯が不規則で、包膜がほぼ全縁。