串珠石斛茎悬垂，肉质，细圆柱形，长30-40厘米或更长，粗2-3毫米，近中部或中部以上的节间常膨大，多分枝，在分枝的节上通常肿大而成念珠状，主茎节间较长，达3.5厘米，分枝节间长约1厘米，干后褐黄色，有时带污黑色。叶薄革质，常2-5枚，互生于分枝的上部，狭披针形，长5-7厘米，宽3-7毫米，先端钝或锐尖而稍钩转，基部具鞘；叶鞘纸质，通常水红色，筒状。

总状花序侧生，常减退成单朵；花序柄纤细，长5-15毫米，基部具1-2枚膜质筒状鞘；花苞片白色，膜质，卵形，长3-4毫米；花梗绿色与浅黄绿色带紫红色斑点的子房纤细，长约1.5厘米；花大，开展，质地薄，很美丽；萼片淡紫色或水红色带深紫色先端；中萼片卵状披针形，长3-3.6厘米，宽7-8毫米，先端渐尖，基部稍收狭，具8-9条脉；侧萼片卵状披针形，与中萼片等大，先端渐尖，基部歪斜，具8-9条脉；萼囊近球形，长约6毫米。

花瓣白色带紫色先端，卵状菱形，长2.9-3.3厘米，宽1.4-1.6厘米，先端近锐尖，基部楔形，具5-6条主脉和许多支脉；唇瓣白色带紫色先端，卵状菱形，与花瓣等长而宽得多，先端钝或稍锐尖，边缘具细锯齿，基部两侧黄色；唇盘具1个深紫色斑块，上面密布短毛；蕊柱长约2毫米；蕊柱足淡红色，长约6毫米；药帽乳白色，近圆锥形，长约2毫米，顶端宽钝而凹的，密布棘刺状毛，前端边缘撕裂状。花期5-6月。