Lepidodendron hatte hohe, dicke Stämme, die sich selten verzweigten und mit einer Krone aus gabelförmigen Ästen mit Blattbüscheln gekrönt waren. Diese Blätter waren lang und schmal, ähnlich wie große Grashalme, und waren spiralförmig angeordnet.
Die dicht gepackten rautenförmigen Blattnarben, die während des Wachstums der Pflanze am Stamm und an den Stengeln zurückblieben, liefern einige der interessantesten und häufigsten Fossilien in karbonischen Schiefergesteinen und begleitenden Kohlelagerstätten. Diese Fossilien sehen ähnlich wie Reifenspuren oder Alligatorenhaut aus.
Die Narben oder Blattkissen bestanden aus grünem fotosynthetischem Gewebe, das durch die Bedeckung der Kutikula belegt ist und mit Spaltöffnungen, mikroskopisch kleinen Poren, durch die Kohlendioxid aus der Luft in die Pflanzen diffundiert, übersät ist. Ebenso wären die Stämme von Lepidodendron grün gewesen, im Gegensatz zu modernen Bäumen, die eine schuppige, nicht-photosynthetische braune oder graue Rinde haben.
Lepidodendron wird mit einem riesigen Kraut verglichen. Die Stämme produzierten, wenn überhaupt, nur sehr wenig Holz. Die meiste strukturelle Unterstützung kam aus einer dicken, rindenähnlichen Region. Diese Region blieb um den Stamm herum als starre Schicht erhalten, die nicht wie bei den meisten modernen Bäumen abblätterte. Als der Baum wuchs, dehnten sich die Blattpolster aus, um die zunehmende Breite des Stammes aufzunehmen.
Die Äste dieser Pflanze endeten in kegelartigen Strukturen. Lepidodendron produzierte keine Samen wie viele moderne Pflanzen. Stattdessen vermehrte er sich mit Hilfe von Sporen.