Ce groupe a été établi par Barnard et Long en 1973. Il ne comprend que deux genres, basés sur des tiges du Carbonifère inférieur d’Europe: Buteoxylon et Triradioxylon. Une des caractéristiques du groupe est la forme en T de la base du pétiole. Le feuillage serait peut-être de type Triphyllopteris. Les parties fertiles sont inconnues.
Les Médullosales poussaient dans les plaines tropicales ou subtropicales. Certaines sont reconstruites comme de petits arbres qui pouvaient atteindre plusieurs mètres de haut. Le groupe atteint son maximum de diversité au Carbonifère supérieur.
Tige. La tige des Médullosales est caractérisée par une eustèle particulière où le cambium entoure individuellement chaque faisceau de xylème primaire ce qui donne l’impression qu’il y a plusieurs stèles.
Racines. Les racines sont adventives. Les plus gros spécimens ont 2,5 cm de diamètre.
Feuillage. les feuilles des Médullosales étaient de grandes frondes, généralement bifurquées et portées en spirale. Le feuillage retrouvé en compression est décrit notamment sous les noms Neuropteris et Alethopteris.
Reproduction. les Médullosales avaient de grosses graines charnues de plusieurs cm de diamètre et des grains de pollen très gros (jusqu'à 600µm). Ceci suggère une interaction avec des animaux disperseurs et pollinisateurs. Les ovules sont appelés Trigonocarpus ou Pachytesta selon qu’ils sont retrouvés en compression ou anatomiquement préservés. il n'étaient pas inclus dans une cupule. les organes polliniques pouvaient atteindre plusieurs cm de diamètres.
Les Lyginoptéridales étaient de petites plantes graciles dont les genres les plus connus sont Heterangium et Lyginopteris. Ce groupe du Carbonifère a une importance historique particulière. En 1904, F. Oliver et D.H. Scott ont montré la connexion entre plusieurs organes connus séparément (tige, feuillage et graines) ce qui a permis de reconstruire Lyginopteris et a mené au concept de ptéridospermes.
Tige. Les tiges peuvent atteindre 4 cm de diamètre. Leur partie centrale est occupée par une eustèle avec une moelle parenchymateuse contenant des cellules sclérifiées. le bois est composé de trachéides et de grands rayons. Il y a un peu de périderme. La partie la plus externe de la tige est composée d'une alternance de bandes de parenchyme et de fibres sclérifiées. L'épiderme des jeunes tiges est couvert de glandes multicellulaires. Ce sont ces glandes présentes sur tous les organes de la plantes sauf les racines qui ont permis la reconstruction de la plante entière par Oliver et Scott.
Racines. Les racines sont adventives et atteignent 7 mm de diamètre.
Feuillage. La base des pétioles de Lyginopteris est en forme de V ou de W. Les frondes sont disposées en hélice sur la tige. Leur pinules correspondent au genre de forme Sphenopteris.
Reproduction. Lyginopteris portait des graines de type Lagenostoma (appelées Lagenospermum en compression). Lagenostoma a une forme en ellipse et mesure quelques millimètres de diamètre. Chaque ovule était porté dans une cupule en forme de tulipe. La partie apicale du nucelle est allongée en une structure particulière (lagénostome). Les organes polliniques de Lyginopteris ne sont pas connus. Le genre Crossotheca a longtemps été un candidat mais il semble qu'il corresponde en fait à des organes polliniques de fougères.
Certains genres moins bien connus du début du Carbonifère sont aussi placés dans les Lyginoptéridales, principalement en raison de la forme de leur pétiole. Certains de ces genres correspondent à de petites plantes (ex.: Tristichia), d'autres à des arbres (ex.: Pitus).