У кукушкина льна есть мужские и женские растения. На верхушках мужских растений размещаются половые органы, в которых развиваются подвижные половые клетки (гаметы) — сперматозоиды.
У женских растений на верхушках расположены половые органы с женской половой клеткой (гаметой) — яйцеклеткой.
Его стройные коричневатые стебельки покрыты маленькими тёмно−зелёными листиками и похожи на миниатюрные растения льна. На женских растениях развиваются коробочки на длинных ножках, покрытые волосистыми заострёнными колпачками. Они напоминают сидящую кукушку. Отсюда и название мха — кукушкин лён. В коробочках развиваются споры. Высыпаясь и прорастая, они образуют новые растения мха.