美花兰是地生或附生植物；假鳞茎卵球形至狭卵形，长5-9厘米，宽2.5-4厘米，包藏于叶基之内。叶6-9枚，带形，长60-90厘米，宽7-12毫米，先端渐尖，关节位于距基部7.5-10厘米处。

花葶近直立或外弯，长28-90厘米，较粗壮；总状花序具4-9朵或更多的花；花苞片近三角形，长3-5毫米，但下部的可达11-15毫米；花梗和子房长3-4厘米；花直径6-7厘米，无香气；萼片与花瓣白色或略带淡粉红色，有时基部有红点，唇瓣白色，侧裂片上通常有紫红色斑点和条纹，中裂片中部至基部黄色，亦有少数斑点与斑纹；萼片椭圆状倒卵形，长3-3.5厘米，宽1-1.4厘米；侧萼片略斜歪。

花瓣狭倒卵形，长2.8-3厘米，宽1-1.2厘米；唇瓣近卵圆形，略短于花瓣，3裂，基部与蕊柱合生达2-3毫米；侧裂片上有极细的小乳突与细毛，边缘无明显缘毛；中裂片稍外弯，基部与中部有一片密短毛区，其余部分有小乳突，边缘皱波状；唇盘上有3条纵褶片，左右2条从基部延伸至中裂片基部，顶端略膨大，中央1条较短，均密生短毛；蕊柱长2.4-2.8厘米，向前弯曲，两侧具翅，腹面基部有短毛；花粉团2个，三角形至近四方形。花期11-12月。