刀叶石斛茎近木质,直立,有时上部分枝,扁三棱形,长10-23厘米,连同叶鞘粗约5毫米,基部收狭,具多个节,节间长约1厘米。叶二列,疏松套叠,厚革质或肉质,斜立,两侧压扁呈短剑状或匕首状,长3-4厘米,宽6-10毫米,先端急尖。
总状花序顶生或侧生;花序柄很短,常具1-3朵花,基部具数枚膜质鞘;花苞片短小;花梗和子房纤细,长约7毫米;花小,淡黄白色;中萼片卵状长圆形,长3-4毫米,宽1.4毫米,先端近锐尖,具3条脉;侧萼片斜卵状三角形,近蕊柱一侧的边缘长4毫米,先端锐尖,基部很歪斜,具3-4条脉;萼囊狭长,长7毫米。
花瓣狭长圆形,长3-4毫米,宽约1毫米,先端近钝,具1条脉;唇瓣贴生于蕊柱足末端,近匙形,长1厘米,宽约7毫米,先端2裂,前端边缘波状皱褶,上面近先端处增厚呈胼胝体或呈小鸡冠状突起;蕊柱长约1毫米;药帽前端边缘截形并且具细齿。花期9-11月。