火烧兰是地生草本植物，高20-70厘米；根状茎粗短。茎上部被短柔毛，下部无毛，具2-3枚鳞片状鞘。叶4-7枚，互生；叶片卵圆形、卵形至椭圆状披针形，罕有披针形，长3-13厘米，宽1-6厘米，先端通常渐尖至长渐尖；向上叶逐渐变窄而成披针形或线状披针形。

总状花序长10-30厘米，通常具3-40朵花；花苞片叶状，线状披针形，下部的长于花2-3倍或更多，向上逐渐变短；花梗和子房长1-1.5厘米，具黄褐色绒毛；花绿色或淡紫色，下垂，较小；中萼片卵状披针形，较少椭圆形，舟状，长8-13毫米，宽4-5毫米，先端渐尖；侧萼片斜卵状披针形，长9-13毫米，宽约4毫米，先端渐尖。

花瓣椭圆形，长6-8毫米，宽3-4毫米，先端急尖或钝；唇瓣长6-8毫米，中部明显缢缩；下唇兜状，长3-4毫米；上唇近三角形或近扁圆形，长约3毫米，宽约3-4毫米，先端锐尖，在近基部两侧各有一枚长约1毫米的半圆形褶片，近先端有时脉稍呈龙骨状；蕊柱长约2-5毫米（不包括花药）。

蒴果倒卵状椭圆状，长约1厘米，具极疏的短柔毛。花期7月，果期9月。

该种的形态变异，尤其是叶的形态变异幅度极大。推测可能存在自花授粉的现象。一般说来，自花授粉的花偏小。