Los musgos comparten procesos fundamentales genéticos y fisiológicos con las plantas vasculares, aunque los dos linajes divergieron tempranamente en la evolución vegetal.^[1]​ Un estudio comparativo entre los representantes modernos de las dos líneas pueden dar una mirada dentro de la evolución de los mecanismos hacia la complejidad de la flora moderna.^[1]​ Es en este contexto que Physcomitrella patens se usa como organismo modelo.

Physcomitrella patens es uno de los pocos conocidos organismos multicelulares con recombinaciones homólogas altamente eficientes.^[2]​ Básicamente, esto significa que los investigadores pueden apuntar a una secuencia exógena de ADN en una posición específica genómica; haciéndola una herramienta poderosa y sensible para estudiar funciones de los genes y, en combinaciones con estudios con plantas tipo Arabidopsis thaliana, ayudan a desentrañar los mecanismos moleculares en la evolución vegetal.

El genoma de Physcomitrella patens, tiene cerca de 500 MB organizados en 27 cromosomas, y estuvo completamente secuenciado en 2006.^[3]​^[1]​

Como todos los musgos, su ciclo se caracteriza por una alternancia de dos generaciones:

1. un gametófito haploide que produce gametos.
2. un esporófito diploide donde se producen esporas haploides.

Las esporas se desarrollan en una estructura filamentosa llamada protonema, compuesta de dos tipos de células:

1. cloronemas con grandes y numerosos cloroplastos.
2. caulonemas de crecimiento velocísimo.

Los filamentos de protonemas crecen exclusivamente por crecimiento apical de sus células apicales y podrán originar ramas laterales de células subapicales. Algunas células laterales iniciales pueden diferenciarse en brotes más que en ramas laterales. Estos brotes pueden alcanzar a ser gametoforos, que son estructuras más complejas, asimilándose a estructuras cuasihojosas, rizoides y hasta órganos sexuales: femenino arquegonio y masculino anteridio. Physcomitrella patens es monoico, lo que significa que los órganos macho y hembra se producen en la misma planta. Si hay disponible agua, las células flageladas espermáticas pueden nadar del anteridio hacia un arquegonio y fertilizar al huevo. Resultará en un cigoto diploide originando un esporófito que se compone de un pie, una seta y una cápsula, donde miles de esporas haploides se producirán por meiosis.

Physcomitrella patens está ampliamente distribuida en el hemisferio norte.

•   Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Physcomitrella patens.
•   Wikispecies tiene un artículo sobre Physcomitrella patens.