冬虫夏草是中国特有的中药材，它与人参、鹿茸并列为三大补品，中国古代中医药典籍中都有记载。始载于《本草从新》，据载：“冬虫夏草，四川嘉定府所产者，云南、贵州所产者次之。冬在土中，身活如老蚕，有毛能动，至夏则毛出土上，连身俱化为草”。《本草纲目拾遗》云：“出四川江油县化坪，夏为草冬为虫”。在康熙三十三年（1694年）成书的《本草备要》中也有冬虫夏覃的论述：“冬虫夏草，甘平。保肺益肾，止血化痰。”
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。子囊壳：在子座顶部，黑褐色，壳口突出，具稍尖的不育顶部，基部幼时具绒毛，成熟后绒毛脱落；子囊圆柱状，无色，具线状开口，内含2个子囊孢子，大小为（175-）190-305（-312）微米×（7.5-）7.8-9.5（-10）微米。
孢子：子囊孢子线状，无色，薄壁，成熟后多分隔，大小为（118-）120-262（-270）微米×（4.5-）5-6（-6.5）微米，平均长L=204微米，平均宽W=5.46微米，长宽比Q=37.3（n=30/1）。
复合体：该菌可以与蝙蝠蛾幼虫形成复合体。由虫体与从虫头部长出的子座相连而成。虫体似蚕，长3-5厘米，直径0.3-0.8厘米；表面深黄色至黄棕色，有20-30条环纹，近头部的环纹较细；头部红棕色，足8对，中部4对较明显；质脆易断，断面略平坦，淡黄白色。子座细长圆柱形，长4-7厘米，直径约0.3厘米；表面深棕色至棕褐色，有细纵皱纹，上部稍膨大；质柔韧，断面类白色，纤维状。气微腥，味微苦。
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。