Осмунда королевская является представителем растений семейства Осмундовых, в роду насчитывается около пятнадцати различных видов. Род представлен крупными папоротниками наземного вида с листьями дваждыперистой формы.

У растения на спороносных участках листьев отсутствует зеленая ткань, сорофиллы имеют сильно редуцированную форму буроватого цвета. На спороносных участках имеются отдельные спаранги крупных размеров, которые не собраны в сорусы.

У растения споры в свежем виде имеют желтовато-зелёный цвет, а у корневищ редко появляется ответвления. Осмунда королевская является растением с циклом развития многолетника, достигающим размеров сто пятьдесят – двести сантиметров в высоту.

У растения кожистые листья, имеющие дважды перистую форму, на зиму отмирающие. Некоторые листья имеют спороносящие верхние сегменты, имеющие вид метелки. После рассеивания спор становятся ржаво-коричневого цвета.

Размножение производится семенами рассадным способом. Недостаточно зимостойкая, на зиму требуется укрытие из торфа и лапника.