掌唇兰根长而分枝，从茎的多个节上发出。茎上举，质地硬，圆柱形，长达50余厘米，粗6-7毫米，有时分枝，具多数节，节间长1.5-2.5厘米。叶稍肉质，斜立，二列互生于整个茎上，狭长圆形，长11-15厘米，宽1.5-2厘米，先端钝并且不等侧2裂，基部具关节和抱茎的鞘。

花序与叶对生，长达45厘米，多分枝，疏生多数花；花序柄较粗，粗约3-4毫米；花序轴黄绿色，扁的或多少呈三棱形，两侧具翅；花苞片纸质，卵状三角形，长5-7毫米，先端稍钝；花梗和子房长1.5-2厘米；花肉质，开展，花瓣和萼片淡黄色，内面（上面）具栗色横纹；中萼片近匙形，长1.5厘米，宽5毫米，先端稍凹缺而其背面具短喙状凸起，具5条脉；侧萼片稍斜长圆形，长1.5厘米，宽5毫米，先端背面具较长的喙，具5条脉。

花瓣匙形，长1.4厘米，宽4毫米，先端凹缺而其背面具短喙状凸起，具5条脉；唇瓣橘黄色，长约7毫米，3裂；侧裂片斜立，长圆形，长4.8毫米，宽1.7毫米，先端斜截；中裂片长5毫米，亦3裂；侧生小裂片斜向前伸展，狭长，长4毫米，宽1.5毫米，先端钝；顶生小裂片厚肉质，狭倒卵形，长约2.5毫米，先端钝并且宽凹缺；唇盘密布长硬毛，中央具1条红色条带；距厚肉质，圆锥形，长约1毫米，距内背壁上方具1枚宽卵状三角形的附属物覆盖着距口；蕊柱粗壮，近半圆柱形，长约3毫米，顶端两侧各具1条生毛的蕊柱齿；蕊喙先端深凹缺；药床浅，背侧密生细乳突状毛；柱头大，位于蕊柱基部；药帽半球形，顶端的前面具沟，基部前端稍伸长呈三角形，密布细乳突状毛；花粉团球形，其直径大于粘盘柄的长；粘盘大，比粘盘柄宽，一端2裂。

蒴果长椭圆形，长4厘米，粗1厘米，具1厘米的柄。花期通常5-7月，果期9-10月。