冬蟲夏草表面暗黃色至黃褐色，有20 ~ 30條環紋，靠近頭部的環紋較細；頭部紅褐色，足8對，中間4對。閥門不明顯。子座單生，不分枝，細長圓柱形，表面黑褐色至褐色，上部稍增大；直接在主機頂部上方發出。氣味微腥，味道微苦。偽品以冬蟲夏草為主，二者性狀差異明顯。冬蟲夏草表面褐色，頭部紅褐色或紫黑色，中足4對，不明顯，黑色點狀瓣明顯。子體單生，有的有分枝，柄彎曲呈深褐色，從寄主前端發出，呈頭包狀。氣息微香，味道清淡。冬蟲夏草與其他偽品的區別有:冬蟲夏草有明顯的環紋；發現了亞香蟲草的大部分瓣膜。冬蟲夏草背部頭部附近有1對裂爿，而新疆冬蟲夏草的裂爿為棕黑色，具點狀，多數裂爿。對冬蟲夏草和戴蟲草進行了生藥學鑒定，發現兩者在許多方面存在明顯差異，並對冬蟲夏草的顏色、環紋、足、子代生長方式等特征進行了補充和完善，增加了腹節、殘毛等鑒別特征，為冬蟲夏草與其非正品的鑒別提供了依據。
顯微鑒定
對冬蟲夏草及其混淆品毛蚶棒桿菌、涼山蟲草、新疆蟲草和冬蟲夏草大孢子進行了顯微鑒定，並比較了5種冬蟲夏草粉末的顯微特征，包括體壁細胞表面、體壁細胞側面和短剛毛。五種冬蟲夏草中，只有冬蟲夏草有刺毛，主要分布在背部和腳上。冬蟲夏草的短毛排列明顯不同於齦下棒狀桿菌和蛹蟲草。謝敏等人對冬蟲夏草及其易混淆品毛蚶蟲草和涼山蟲草進行了鑒別，發現其橫切面和粉末顯微特征有顯著差異:冬蟲夏草橫切面呈淡黃色，中央有明顯的深褐色“V”形；涼山蟲草橫切面黃白色，中心無紋理；冬蟲夏草橫切面呈黃白色，中央有略呈灰褐色的“壹”字形。
理化鑒定
隨著現代科技的發展，單純的鑒別和顯微鑒別已經不能滿足冬蟲夏草及其混淆品的鑒別，理化鑒別可以更準確、直觀的得到鑒別結果，分辨率強。目前冬蟲夏草的理化鑒別方法主要有紫外吸收光譜、薄層色譜、高效毛細管電泳、近紅外光譜等。
分子鑒定
從分子水平對冬蟲夏草及其混淆品蛹蟲草進行鑒定，並分別提取其DNA。用PCR方法對DNAITS序列進行測序。結果表明，兩者差異顯著，其中ITS1為33131%，ITS2為26167%，為冬蟲夏草的鑒別提供了壹種新方法。從冬蟲夏草及其混淆品中提取DNA，采用核糖體基因(rDNA)直接測序法進行測序，得到每個樣品的18S序列結果。冬蟲夏草與冬蟲夏草18S序列的相似性為91.37%。與蛹蟲草18S序列的相似性為91.74%，表明18S序列可用於鑒別冬蟲夏草及其混淆品，即冬蟲夏草和蛹蟲草。
其他識別方法
在市場上，除了壹些容易與冬蟲夏草混淆的假冒產品外，冬蟲夏草也被各種手段處理，使其變得劣質。如果明礬浸泡和金屬粉末增加了冬蟲夏草的含量，也可以采取各種手段來鑒別這些情況，如表1所示。