云南黑三棱，多年生水生草本。
块茎较大，比茎粗；
根状茎粗壮，横走，根系发达。
茎粗壮，长1.3-1.5米，浮于水中，花序挺出水面。
叶片扁平，背面隆起，呈海绵质，长约1.5米，或更长，宽约10毫米，叶鞘较长，抱茎。
花序总状，长20-35厘米，花序轴中部以下弯曲；
雄性头状花序8-10个，雌性头状花序4-5个，贴生于穗轴凹处，下部1(-2)个雌性头状花序具总花梗，生于叶状苞片腋内，总花梗下部多少贴生于主轴；
雄花花被片较小，膜质，匙形，长3-3.5毫米，花药长约2毫米，条形，花丝丝状，弯曲，长3-4毫米；
雌花白色，花被片长4-5毫米，匙形，膜质，具红褐色斑点，先端有缺刻，或齿裂，柱头长1.5-2毫米，矩圆形至广卵形，单侧，边缘不整齐，撕裂状，或分叉，花柱长约1.5毫米，子房近纺锤形，下部收缩。
果实上部膨大，呈冠状，无柄或具短柄，褐色。
花果期5-9月。