红头金石斛，根状茎匍匐，粗5-6毫米，节间长6-10毫米，每7-10个节发出1个茎。
茎金黄色，下垂或斜出；
第一级分枝之下的茎长25厘米，具3-4个节。
假鳞茎近圆柱形，长4-6.3厘米，粗7-9毫米，具1个节间，顶生1枚叶。
叶革质，狭长圆形，长8.5-12.5厘米，宽1.4-1.6厘米，先端渐尖，花序出自叶腋和叶基部的远轴面一侧，通常具1-2朵花；
花序柄长约3毫米，被覆数枚鳞片状鞘；
花梗和子房黄色，长4毫米；
花仅开放半天，随后凋谢，片和花瓣近柠檬黄色，中部以上向外反卷；
中萼片卵状长圆形，长10.5毫米，宽3.5毫米，先端急尖，具5条脉；
侧萼片斜卵状三角形，与中萼片等长，基部斜歪而较宽，先端急尖，具4-5条脉；
萼囊几与子房交成直角；
花瓣狭长圆形，长9毫米，宽2毫米，先端急尖，具5条脉；
唇瓣整体轮廓倒卵形，基部楔形，长12毫米，3裂；
侧裂片（后唇）淡橘红色，直立，倒卵形，先端圆形，摊平后两侧裂片先端之间的宽7毫米；
中裂片（前唇）长约4.5毫米，前部橘红色，呈V字形，摊平后呈扇形，前端宽10毫米；
唇盘从后唇基部沿前唇基部边缘具2条棕红色而稍带波状的褶脊，而褶脊在前唇的基部呈皱波状或小鸡冠状；
蕊柱长约3毫米，具长约5毫米的蕊柱足；
药帽前端近圆形，其边缘不整齐。
花期6-7月。
