假球莖呈長條狀，叢生，直立很少懸垂，新莖為綠色，老莖轉為黃褐色 。節間為圓柱狀。葉紙質，長橢圓形，基部有點歪斜捲曲狀。 

花期春末（4~5月），總狀花序抽自成熟假球莖上部的數節，每梗2 ~5朵，花朵初開放石微淺綠色，漸漸轉黃綠色、乳黃色。花徑約3公分。唇瓣近喉部有一輪咖啡紅斑。花壽約15~20天。通常一叢黃花石斛可以開出數百朵以上的花，相當壯觀 

授粉後4～6月果莢才成熟，果莢內雖有數萬顆種子但因缺乏胚乳，必需與蘭菌共生才能發芽，自然發芽率極低，人工無菌播種於培養基則能大幅提高發芽率繁殖實生苗。