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。