线叶石斛是草本植物，茎纤细，圆柱形，通常长25-35厘米，粗2-4毫米，不分枝，具多数节；节间长2.5-4厘米，干后淡黄色或黄褐色。叶革质，线形或狭长圆形，长8-10厘米，宽0.4-1.4厘米，先端钝并且微凹或有时近锐尖而一侧稍钩转，基部具鞘；叶鞘紧抱于茎。

总状花序侧生于去年生落了叶的茎上端，长约1厘米，通常1-2朵花，有时3朵；花序柄近直立，长0.5厘米，基部套迭3-4枚鞘；鞘纸质，浅白色，杯状或筒状，基部的较短，向上逐渐变长，长5-20毫米；花苞片膜质，浅白色，舟状，长1.2-1.3厘米，宽约5毫米，先端钝；花梗和子房长约3厘米；花橘黄色，开展；中萼片长圆状椭圆形，长2.3-2.5厘米，宽1.1-1.4厘米，先端钝，全缘，具5条脉；侧萼片长圆形，等长于中萼片而稍较狭，先端钝，基部稍歪斜，具5条脉；萼囊圆锥形，长约6毫米。

花瓣椭圆形或宽椭圆状倒卵形，长2.4-2.6厘米，宽1.4-1.7厘米，先端钝，全缘，具3条脉，侧边的主脉具分枝；唇瓣近圆形，长2.5厘米，宽约2.2厘米，基部具长约3毫米的爪并且其内面有时具数条红色条纹，中部以下两侧围抱蕊柱，上面密布绒毛，边缘具不整齐的细齿，唇盘无任何斑块；蕊柱长约4毫米，具长约3毫米的蕊柱足；药帽狭圆锥形，长约4毫米，光滑，前端近截形。花期5-6月。