南洋厚壁蕨叶为薄膜质，南洋厚壁蕨植株高5-10厘米。根状茎纤细，丝状，长而横走，褐色，被疏毛。叶远生，相距约1-2厘米；叶柄长约3厘米，纤细，褐色，被疏毛，两侧有很狭的翅；叶片披针形至长圆状披针形，长4-6厘米，宽1.5-2厘米，二回羽裂；羽片5-7对，互生，几无柄，斜向上，阔卵形，长约1厘米，宽4-6毫米，基部斜楔形，彼此接近；裂片3-6个，互生，极斜向上，线形，单一或很少分叉，密接，钝头，边缘有疏的尖齿，稍呈浅波浪状。叶脉叉状分枝，褐色，两面均明显，末回裂片有小脉1条。叶为薄膜质，半透明，干后为绿褐色，叶面平坦。叶轴褐色，下部圆柱形而有极狭的边，上部两侧有全缘的翅。孢子囊羣大，生于羽片腋间