Una planta de Caulerpa prolifera consiste en un número de hojas o láminas (laminae) unidas por estolones subterráneos que se fijan al sustrato arenoso por rizoides. Las láminas contienen clorofila para la fotosíntesis, aunque el color verde está algo enmascarado por otros pigmentos. Al igual que otros miembros del orden de los Briopsidales, cada planta de Caulerpa prolifera es un organismo individual que consiste en una sola célula gigante con múltiples núcleos. Los cloroplastos son libres de moverse de una parte del organismo a otra, como respuesta al nivel de luz en cualquier punto y hay una red de proteínas fibrosas que facilita el movimiento de los orgánulos. Incluso cuando derivan de la misma fuente, las plantas individuales de Caulerpa prolifera muestran una gran variabilidad de forma y se ha demostrado que esto está en parte relacionado con el nivel de luz. En lugares brillantes, las plantas son compactas, muy ramificadas y densas, mientras que en lugares sombreados, las poblaciones suelen tener hojas más largas y delgadas y pueden hacer uso más eficiente de la luz limitada disponible.