Ciri-ciri tumbuhan paku (Pteridophyta)
meliputi ukuran, bentuk, struktur, dan fungsi tubuh yang memiliki ukuran
bervariasi dari yang tingginya sekitar 2 cm, misalnya pada tumbuhan paku yang
hidup mengapung di air, sampai tumbuhan paku yang hidup di darat yang tingginya
mencapai 5 m, misalnya paku tiang (Sphaeropteris). Tumbuhan paku purba yang
telah menjadi fosil diperkirakan ada yang mencapai tinggi 15 m. Bentuk tumbuhan
paku yang hidup saat ini bervariasi, ada yang berbentuk lembaran, perdu atau
pohon, dan ada yang seperti tanduk rusa.
Tumbuhan paku terdiri dari dua generasi,
yaitu generasi sporofit dan generasi gametofit. Generasi sporofit dan generasi
gametofit ini tumbuh bergantian dalam siklus tumbuhan paku. Generasi sporofit
adalah tumbuhan yang menghasilkan spora sedangkan generasi gametofit adalah
tumbuhan yang menghasilkan sel gamet (sel kelamin). Pada tumbuhan paku,
sporofit berukuran lebih besar dan generasi hidupnya lebih lama dibandingkan generasi
gametofit. Oleh karena itu, generasi sporofit tumbuhan paku disebut generasi
dominan. Generasi sporofit inilah yang umumnya kita lihat sebagai tumbuhan
paku. Struktur dan fungsi tubuh tumbuhan paku generasi sporofit. Tumbuhan paku
sporofit pada umumnya memiliki akar, batang, dan daun sejati. Namun, ada
beberapa jenis yang tidak memiliki akar dan daun sejati. Batang tumbuhan paku
ada yang tumbuh dibawah tanah disebut rizom dan ada yang tumbuh di atas
permukaan tanah. Batang yang yang tumbuh di atas tanah ada yang bercabang
menggarpu dan ada yang lurus tidak bercabang. Tumbuhan paku yang tidak memiliki
akar sejati memiliki akar berupa rizoid yang terdapat pada rizom atau pangkal
batang. Tumbuhan paku ada yang berdaun kecil (mikrofil) dan ada yang berdaun
besar (makrofil). Tumbuhan paku yang berdaun kecil, daunnya berupa sisik. Daun
tumbuhan paku memiliki klorofil untuk fotosintesis. Klorofil tumbuhan paku yang
tak berdaun atau berdaun kecil terdapat pada batang. Tumbuhan paku sporofit
memiliki sporangium yang menghasilkan spora.
Pada jenis tumbuhan paku sporofit yang tidak
berdaun, sporangiumnya terletak di sepanjang batang. Pada tumbuhan paku yang berdaun, sporangiumnya
terletak pada daun yang fertil (sporofil). Daun yang tidak mengandung
sporangium disebut daun steril (tropofil). Sporofil ada yang berupa helaian dan
ada yang berbentuk strobilus. Strobilus adalah gabungan beberapa sporofil yang
membentuk struktur seperti kerucut pada ujung cabang. Pada sporofil yang
berbentuk helaian, sporangium berkelompok membentuk sorus. Sorus dilindungi
oleh suatu selaput yang disebut indusium. Sebagian besar tumbuhan paku memiliki
pembuluh pengangkut berupa floem dan xilem. Floem adalah pembuluh pengangkut
nutrien organik hasil fotosintesis. Xilem adalah pembuluhpengangkut senyawa
anorganik berupa air dan mineral dari akar ke seluruh bagian tumbuhan. Spora
yang menghasilkan sporofit akan tumbuh membentuk struktur gametofit berbentuk hati
yang disebut protalus atau protalium.
Gametofit tumbuhan paku hanya berukuran
beberapa milimeter dan dari sebagian besar tumbuhan paku memiliki gametofit
berbentuk hati yang disebut protalus. Protalus berupa lembaran, memiliki rizoid
pada bagian bawahnya, serta memiliki klorofil untuk fotosintesis. Protalus
hidup bebas tanpa bergantung pada sporofit untuk kebutuhan nutrisinya.
Gametofit jenis tumbuhan paku tertentu tidak memiliki klorofil sehingga tidak
dapat berfotosintesis. Makanan tumbuhan paku tanpa klorofil diperoleh dengan
cara bersimbiosis dengan jamur.
Gametofit memiliki alat reproduksi seksual
yaitu jantan adalah anteridium yang menghasilkan spermatozoid berflagelum
sedangkan alat reproduksi betina adalah arkegonium yang menghasilkan ovum.
Gametofit tumbuhan paku jenis tertentu memiliki duajenis alat reproduksi pada
satu individu. Gametofit dengan dua jenis
alat reproduksi disebut gametofit biseksual. Gametofit yang hanya memiliki
anteridium saja atau arkegonium saja disebut disebut gametofit uniseksual.
Gametofit biseksual dihasilkan oleh paku heterospora (paku yang menghasilkandua
jenis spora yang berbeda).