牟氏角毛藻是一种藻类植物，细胞小型，细胞壁薄。大多数单个细胞，也有2-3个细胞相连成群体。壳面椭圆形至圆形，中央略凸起或少数平坦。
壳环面成长方形至四角形，环面观一般细胞大小通常宽3.45-4.6微米，长4.6-9.2微米，壳环带不明显。角毛细而长，末端尖，自细胞四角生出，几乎与纵轴平行，一般长20.7-34.5微米。壳面观，两端的角毛以细胞体为中心略呈“S”形。色素体一个，呈片状，黄褐色。在培养过程中，细胞常常变形。变形的细胞拉长或弯曲，或膨大为圆、椭圆及其他不同于正常形态的形状，角毛缩短或一个壳面的角毛完全消失。变形后的藻体都比正常的大。
正常情况下，牟氏角毛藻培养液呈金黄色，无沉淀，一级培养密度可达33 万个/ ml ，适盐26～35 ，适温5～30℃，生长率随水温升高而提高，超过30 ℃生长率开始下降，最适温度30 ℃，最适光照10000～15000lx。适宜PH范围为6.4-9.5，最适PH为8.0-8.9，一般为无性的二分裂繁殖。环境不良的时候可形成休眠孢子，一个母细胞形成一个休眠孢子，也能形成复大孢子。
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