天麻是多年生寄生草本,高60-100cm。全株不含叶绿素。块茎肥厚,肉质长圆形,长约10cm,径3-4.5cm,有不甚明显的环节。茎圆柱形,黄赤色。叶呈鳞片状,膜质,长1-2cm,具细脉,下部短鞘状抱茎。总状花序顶生,长10-30cm,花黄赤色;花梗短,长2-3mm;苞片膜质,狭披针形或线状长椭圆形,长约1cm;花被管歪壶状,口部斜形,基部下侧稍膨大,先端5裂,裂片小,三角形;唇瓣高于花被管2/3,具3裂片,中央裂片较大,其基部在花被管内呈短柄状;合蕊柱长5-6mm,先端具2个小的附属物;子房倒卵形,子房柄扭转。蒴果长圆形至长圆状倒卵形,长约15mm,具短梗。种子多而细小,呈粉尘状。花期6-7月,果期7-8月。
天麻喜凉爽、湿润环境,怕冻、怕旱、怕高温,并怕积水。天麻无根,无绿色叶片,由种子到种子的2年整个生活周期中除有性期约70d在地表外,常年以块茎潜居于土中。营养方式特殊,专从侵入体内的蜜环菌菌丝取得营养,生长发育。宜选腐殖质丰富、疏松肥沃、土壤pH5.5-6.0,排水良好的砂质壤土栽培。