翅萼石斛的茎肉质状粗厚，圆柱形或有时膨大呈纺锤形，长10-28厘米，中部粗达1.5厘米，不分枝，具6个以上的节，节间长1.5-2厘米，干后金黄色。
翅萼石斛的蒴果卵球形，粗达3厘米。
翅萼石斛的唇瓣喇叭状，3裂；侧裂片橘红色，围抱蕊柱，近倒卵形，前端边缘具细齿；中裂片黄色，近横长圆形，先端凹，前端边缘具不整齐的缺刻；唇盘橘红色，沿脉上密生粗短的流苏。
翅萼石斛的花瓣白色，长圆状椭圆形，长约2厘米，宽1厘米，先端锐尖，具5条脉。