金线兰植株高8-18厘米。根状茎匍匐，伸长，肉质，具节，节上生根。茎直立，肉质，圆柱形，具（2-）3-4枚叶。叶片卵圆形或卵形，长1.3-3.5厘米，宽0.8-3厘米，上面暗紫色或黑紫色，具金红色带有绢丝光泽的美丽网脉，背面淡紫红色，先端近急尖或稍钝，基部近截形或圆形，骤狭成柄；叶柄长4-10毫米，基部扩大成抱茎的鞘。

总状花序具2-6朵花，长3-5厘米；花序轴淡红色，和花序梗均被柔毛，花序梗具2-3枚鞘苞片；花苞片淡红色，卵状披针形或披针形，长6-9毫米，宽3-5毫米，先端长渐尖，长约为子房长的2/3;子房长圆柱形，不扭转，被柔毛，连花梗长1-1.3厘米；花白色或淡红色，不倒置（唇瓣位于上方）；萼片背面被柔毛，中萼片卵形，凹陷呈舟状，长约6毫米，宽2.5-3毫米，先端渐尖，与花瓣粘合呈兜状；侧萼片张开，偏斜的近长圆形或长圆状椭圆形，长7-8毫米，宽2.5-3毫米，先端稍尖。花瓣质地薄，近镰刀状，与中萼片等长；唇瓣长约12毫米，呈Y字形，基部具圆锥状距，前部扩大并2裂，其裂片近长圆形或近楔状长圆形，长约6毫米，宽1.5-2毫米，全缘，先端钝，中部收狭成长4-5的爪，其两侧各具6-8条长约4-6毫米的流苏状细裂条，距长5-6毫米，上举指向唇瓣，末端2浅裂，内侧在靠近距口处具2枚肉质的胼胝体；蕊柱短，长约2.5毫米，前面两侧各具1枚宽、片状的附属物；花药卵形，长4毫米；蕊喙直立，叉状2裂；柱头2个，离生，位于蕊喙基部两侧。花期（8-）9-11（-12）月。