球花石斛，茎直立或斜立，圆柱形，粗状，长12-46厘米，粗7-16毫米，基部收狭为细圆柱形，不分枝，具数节，黄褐色并且具光泽，有数条纵棱。
叶3-4枚互生于茎的上端，革质，长圆形或长圆状披针形，长9-16厘米，宽2.4-5厘米，先端急尖，基部不下延为抱茎的鞘，但收狭为长约6毫米的柄。
总状花序侧生于带有叶的老茎上端，下垂，长10-16厘米，密生许多花，花序柄基部被3-4枚纸质鞘；
花苞片浅白色，纸质，倒卵形，长10-15毫米，宽5-13毫米，先端圆钝，具数条脉，干后不席卷；
花梗和子房浅白色带紫色条纹，长2.5-3厘米；
花开展，质地薄，萼片和花瓣白色；
中萼片卵形，长约1.5厘米，宽8毫米，先端钝，全缘，具5条脉；
侧萼片稍斜卵状披针形，长1.7厘米，宽7毫米，先端钝，全缘，具5条脉；
萼囊近球形，宽约4毫米；
花瓣近圆形，长14毫米，宽12毫米，先端圆钝，基部具长约2毫米的爪，具7条脉和许多支脉，基部以上边缘具不整齐的细齿；
唇瓣金黄色，半圆状三角形，长15毫米，宽19毫米，先端圆钝，基部具长约3毫米的爪，上面密布短绒毛，背面疏被短绒毛；
爪的前方具1枚倒向的舌状物；
蕊柱白色，长4毫米；
蕊柱足淡黄色，长4毫米；
药帽白色，前后压扁的圆锥形。
花期4-5月。
