Fraai haarmos vormt donkergroene zoden of pollen.[2] De stengels groeien rechtop, zijn onvertakt (behalve bij de vormfastigiatum) en bereiken zelden een lengte langer dan 10 cm. De bladeren zijn donkergroen van kleur, alhoewel de schedevormige bladbasis een lichtere groentint heeft. De bladeren zijn smal-lancetvormig (9–12 mm lang), in vochtige toestand alzijdig afstaand en bij droog weer opwaarts plooiend rond de stengel. De bladrand is scherp getand en 2–6 cellen breed. In het bovenste deel van het blad vult de bladnerf bijna het hele blad. De bladschijf is aan de bovenzijde bedekt met overlappende lamellen en daardoor ondoorzichtig. De topcellen van de bladlamellen zijn in doorsnede afgerond.
De mannelijke planten ontwikkelen een stervormig perigonium.
De sporofyt bestaat uit een sporenkapsel of sporogoon op een 4–8 cm lange kapselsteel. De sporogonen zijn blok- of tonvormig, met vijf overlangse ribben, en gaan bij rijpheid knikken. Op de overgang tussen steel en sporenkapsel is geen afgescheiden schijfje te zien. Jonge sporenkapsels worden bedekt door een puntig, geel-bruin behaard huikje.
Gelijkende taxa
Fraai haarmos is vaak moeilijk te onderscheiden van andere haarmossen. Ze wordt het meest verward met gewoon haarmos, die een vierribbig sporenkapsel heeft en een schijfje op de overgang van het kapsel naar de kapselsteel.
Onderliggende taxa
Zeer zelden komen exemplaren van fraai haarmos met vertakte stengels voor. Deze worden als een aparte vorm onderscheiden: Polytrichum formosum f. fastigiatum.
Ecologie
Fraai haarmos groeit voornamelijk op beschaduwde en halfbeschaduwde standplaatsen op zure tot zwak zure, zandige of lemige, oligotrofe bodems van naald- en loofbossen, waar het kleine zoden tot uitgestrekte, bultige tapijten vormt en daarbij niet alleen de bodem maar ook stronken en stenen bedekken. Het komt ook voor in de heide.