齿瓣石斛是草本植物。茎下垂，稍肉质，细圆柱形，长50-70 （-100） 厘米，粗3-5毫米，不分枝，具多数节，节间长2.5-4厘米，干后常淡褐色带污黑。叶纸质，二列互生于整个茎上，狭卵状披针形，长8-13厘米，宽1.2-2.5厘米，先端长渐尖，基部具抱茎的鞘；叶鞘常具紫红色斑点，干后纸质。

总状花序常数个，出自于落了叶的老茎上，每个具1-2朵花；花序柄绿色，长约4毫米，基部具2-3枚干膜质的鞘；花苞片膜质，卵形，长约4毫米，先端近锐尖；花梗和子房绿色带褐色，长2-2.5厘米；花质地薄，开展，具香气；中萼片白色，上部具紫红色晕，卵状披针形，长约2.5厘米，宽9毫米，先端急尖，具5条紫色的脉；侧萼片与中萼片同色，相似而等大，但基部稍歪斜；萼囊近球形，长约4毫米。​

花瓣与萼片同色，卵形，长2.6厘米，宽1.3厘米，先端近急尖，基部收狭为短爪，边缘具短流苏，具3条脉，其两侧的主脉多分枝；唇瓣白色，前部紫红色，中部以下两侧具紫红色条纹，近圆形，长3厘米，基部收狭为短爪，边缘具复式流苏，上面密布短毛；唇盘两侧各具1个黄色斑块；蕊柱白色，长约3毫米，前面两侧具紫红色条纹；药帽白色，近圆锥形，顶端稍凹的，密布细乳突，前端边缘具不整齐的齿。花期4-5月。