Morfologia thumb|Przęśl dwukłosowa thumb|Welwiczja przedziwna thumb|Gnetum edule Sporofit będący pokoleniem dominującym ma okazałą postać drzewa lub krzewu. Liście mają zróżnicowaną budowę – u różnych grup różnią się istotnie wielkością i sposobem wzrostu. Bywają liście podzielone (u sagowcowych) lub pojedyncze o blaszce szerokiej (u miłorzęba, gniotowców i niektórych araukariowatych) i wąskiej – łuskowatej lub szpilkowatej.
Nasiona roślin nagonasiennych nie tworzą się wewnątrz zalążni (jak u okrytonasiennych), ale powstają na tzw. łuskach nasiennych osadzonych na osi i często podpartych łuskami wspierającymi oraz tworzących struktury zwane szyszkami. Z uwagi na brak słupka i zalążni rośliny nagozalążkowe nie wykształcają owoców.
Systematyka thumb|Sosna zwyczajna thumb|Żywotnik zachodni Klasyfikacja systematyczna nagonasiennych jest przedmiotem nieustających dyskusji i badań. Jeszcze na przełomie XX i XXI wieku uważano, że nagonasienne dzielą się na dwie linie rozwojowe – nagonasienne drobnolistne (Pinophyta) i wielkolistne (Cycadophyta). W wyniku zastosowania metod molekularnych w badaniach filogenetycznych okazało się, że podział bazujący na cechach morfologicznych i anatomicznych był sztuczny i obie grupy w tradycyjnym ujęciu miały charakter parafiletyczny.