黄花鹤顶兰假鳞茎卵状圆锥形，通常长5-6厘米，粗2.5-4厘米，具2-3节，被鞘。叶4-6枚，紧密互生于假鳞茎上部，通常具黄色斑块，长椭圆形或椭圆状披针形，长25厘米以上，宽5-10厘米，先端渐尖或急尖，基部收狭为长柄，具5-7条在背面隆起的脉，两面无毛，叶柄以下为互相包卷而形成假茎的鞘。

花葶从假鳞茎基部或基部上方的节上发出，1-2个，直立，粗壮，圆柱形或多少扁圆柱形，不高出叶层之外，长达75厘米，不分枝或偶尔基部具分枝，无毛，疏生数枚长约3厘米的膜质鞘；总状花序长达20厘米，具数朵至20朵花；花苞片宿存，大而宽，披针形，长达3厘米，先端钝，膜质，无毛；花梗和子房长约3厘米；花柠檬黄色，上举，不甚张开，干后变靛蓝色；中萼片长圆状倒卵形，长3-4厘米，宽8-12毫米，先端钝，基部收狭，具7条脉，无毛；侧萼片斜长圆形，与中萼片等长，但稍狭，先端钝，具7条脉，无毛。

花瓣长圆状倒披针形，约等长于萼片，比萼片狭或有时稍宽，先端钝，具7条脉，无毛；唇瓣贴生于蕊柱基部，与蕊柱分离，倒卵形，长2.5厘米，宽约2.2厘米，前端3裂，两面无毛；侧裂片近倒卵形，围抱蕊柱，先端圆形；中裂片近圆形，稍反卷，宽约1.2厘米，先端微凹，前端边缘褐色并具波状皱褶；唇盘具3-4条多少隆起的脊突；脊突褐色；距白色，长7-8毫米，粗约2毫米，末端钝；蕊柱白色，纤细，长约2厘米，上端扩大，正面两侧密被白色长柔毛；蕊喙肉质，半圆形，宽2-2.5毫米；药帽白色，在前端不伸长，先端锐尖；药床宽大；花粉团卵形，近等大，长2毫米。花期4-10月。