菱唇毛兰根状茎纤细，粗1-2毫米，每相距2-4厘米着生1假鳞茎，假鳞茎之间具1枚膜质鞘；假鳞茎卵形，长1-1.5厘米，粗4-6毫米，幼嫩时外面被2枚膜质鞘，老时鞘脱落，顶端着生2枚叶。叶椭圆形或卵状椭圆形，长2-5厘米，宽0.6-1.5厘米，先端急尖并具小尖头，基部渐狭成短柄，具4-5条主脉。

花序生于假鳞茎顶端叶的外侧，长约2.5厘米，具1朵花，基部具1-2枚鞘；花苞片卵形，长约1毫米，先端急尖；花梗和子房长近1厘米；花红色；中萼片椭圆形，长约12毫米，宽4毫米，先端钝；侧萼片卵状披针形或三角形，偏斜，长约10毫米，基部宽6-7毫米，先端钝，基部与蕊柱足合生成萼囊；萼囊长约6毫米，先端圆钝。

花瓣长圆状披针形，稍弯曲，长约10毫米，宽约3毫米，先端钝；唇瓣近菱形，长10-13毫米，宽7-10毫米，基部渐狭成爪，3裂；侧裂片长圆形，边缘稍具钝齿或全缘；中裂片梯形，长约4毫米，基部宽5-6毫米，先端近平截，两侧边缘具不规则齿；唇盘基部发出2条褶片，延伸至近中裂片处，中裂片上面脉上疏生柔毛；蕊柱长约4毫米，蕊柱足长约8毫米。花期4-5月。