翅梗石斛茎丛生，肉质状粗厚，呈纺锤形或有时棒状，长5-11厘米，中部粗12-15毫米，不分枝，具3-5节，节间长约2厘米，干后金黄色。叶厚革质，3-4枚近顶生，长圆形，长8-9.5厘米，宽15-25毫米，先端锐尖，基部具抱茎的短鞘，在上面中肋凹下，在背面的脉上被稀疏的黑色粗毛。

总状花序出自具叶的茎中部或近顶端，常具2朵花，花序柄长1-4厘米；花苞片肉质，卵状三角形，长约5毫米，先端锐尖；花梗和子房黄绿色，长3-4厘米，子房三棱形；花下垂，不甚开展，质地厚，除唇盘稍带浅绿色外，均为蜡黄色；中萼片和侧萼片近相似，狭披针形，长约3厘米，宽1厘米，先端急尖，中部以上两侧边缘上举，在背面中肋隆起呈翅状，侧萼片的基部仅部分着生在蕊柱足上；萼囊近球形，长约4毫米。

花瓣卵状长圆形，长约2.5厘米，宽1.1厘米，先端急尖，具8条脉；唇瓣直立，与蕊柱近平行，长2.5厘米，基部具短爪，3裂；侧裂片围抱蕊柱，近倒卵形，先端圆形，上部边缘具细齿；中裂片近圆形，比两侧裂片先端之间的宽小，唇盘密被乳突；蕊柱长约6毫米，蕊柱齿上缘具数个浅缺刻；药帽圆锥形，长约5毫米，光滑。花期3-4月。