厚垣孢子近圆球形或卵形，黑褐至赤褐色，直径9～14微米，表面有细刺，萌发时产生先菌丝和担孢子。黑穗里形成的黑粉是黍轴黑粉菌的冬孢子。冬孢子黄褐或赤褐色，球形或近球形，直径9-14微米。冬孢子间有时混有不孕细胞，表面光滑，近无色，球形或近球形，直径7-16微米。冬孢子未成熟前集合成孢子球，成熟后分散。
玉米丝黑穗病与高粱丝黑穗病病菌是同一个种的两个不同生理型。玉米上的菌系不能侵染高粱，高粱丝黑穗病菌虽能侵染玉米，但侵染力极低。病株有两种症状类型：一为黑穗型，二为穗畸形。病株雌穗变短出粗，无花丝，苞叶叶舌长而肥大，整个雌穗除苞叶外，整个果穗变成一个大黑粉包，苞叶通常不易破裂，黑粉不外露。黑粉一般粘结成块，不易飞散，内部夹杂丝状寄主维管束组织。雄穗受害多数仍保持原来的穗形，仅个别小穗变成黑粉包，黑粉粘结成块，不易飞散，黑粉间有丝状物。
系统性侵染病害，抽穗后出现典型症状。病果穗短小，不吐花丝，除苞叶外整个果穗都变成一包黑粉，为病菌的冬孢子。黑粉飞散后露出丝状寄主维管束组织。雄穗有时也形成黑粉包，但常常仅个别小穗受害，有时还发现花器变形呈叶片状。病株大多矮小，只有健株的1/3－2/5，偶尔也在剑叶中脉发生条状黑粉堆。
