鹤顶兰植物体高大。假鳞茎圆锥形，长约6厘米或更长，基部粗6厘米，被鞘。叶2-6枚，互生于假鳞茎的上部，长圆状披针形，长达70厘米，宽达10厘米，先端渐尖，基部收狭为长达20厘米的柄，两面无毛。

花葶从假鳞茎基部或叶腋发出，直立，圆柱形，长达1米，粗约1厘米，疏生数枚大型的鳞片状鞘，无毛；总状花序具多数花；花苞片大，膜质，通常早落，舟形，比花梗和子房长，先端急尖，无毛；花梗和子房长3-4厘米；子房稍扩大，无毛；花大，美丽，背面白色，内面暗赭色或棕色，直径7-10厘米；萼片近相似，长圆状披针形，长4-6厘米，宽约1厘米，先端短渐尖，具7条脉，无毛。

花瓣长圆形，与萼片等长而稍狭，先端稍钝或锐尖，具7条脉，但近边缘的脉分枝，无毛；唇瓣贴生于蕊柱基部，背面白色带茄紫色的前端，内面茄紫色带白色条纹，摊平后整个轮廓为宽菱形或倒卵形，比萼片短，宽3-5厘米，中部以上浅3裂；侧裂片短而圆，围抱蕊柱而使唇瓣呈喇叭状；中裂片近圆形或横长圆形，先端截形而微凹或圆形而具短尖头，边缘稍波状；唇盘密被短毛，通常具2条褶片；距细圆柱形，长约1厘米，呈钩状弯曲，末端稍2裂或不裂；蕊柱白色，细长，长约2厘米，上端扩大，正面两侧多少具短柔毛；蕊喙大，近舌形，宽约2.5毫米；药帽前端收狭而呈喙状，外表面具细乳突状毛；花粉团卵形，近等大。花期3-6月。