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）。
冬虫夏草化学成分为：①核苷酸：虫草素、腺苷、尿嘧啶等；②虫草多糖：D甘露醇（虫草酸）；③甾醇类：麦角甾醇、胆甾醇等；另含粗蛋白、脂肪及脂肪酸、维生素B12等。虫草多糖具有免疫调节、降低血糖、抗肿瘤等作用；虫草素等核苷酸成分具有、抗肿瘤作用。 [5]
正宗的冬虫夏草从其生长环境来分有两种，高原草甸的草原虫草和高海拔阴山峡谷的高山虫草，由于生长环境和土质的差异，它们在色泽和形态方面有些许区别，草原虫草为土黄色，虫体肥大，肉质松软；高山虫草为黑褐色，虫体饱满结实。因草原地域辽阔，是主产地，市面流行多为此品种。而高山虫草源稀少，但古医书记载的多是这种。从营养成分说，两者差不多，但无论哪种都是以天然本质为贵，一旦染色或受污染，就失去价值。
冬虫夏草的贮藏要求不高，一般来说，只要在产区，通过正常的干燥方法处理后，放在通风的环境下，是不会变质发霉的，如果太潮湿，可以考虑用密封袋包装后保存在冰箱内便可以了。