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石斛蘭屬於複莖性蘭花（Sympodial orchids），具有假球莖（Pseudobulb）構成的枝條（shoot），且會不斷長出新的假球莖。這樣的形態與發育特性有別於單莖性蘭花（Monopodial orchids），單莖性蘭花不具假球莖，具單一主莖且不易形成側芽，常見的類群如蝴蝶蘭、萬代蘭屬之。而石斛蘭這類複莖性蘭花會不斷從根莖（rhizome）上冒出新的芽，並長成假球莖。假球莖生長到一定程度後，便會停止生長，其最頂端分生能力結束於最後一片葉子，稱為「止葉」。而新的假球莖則持續從根莖發育出來，故石斛蘭可以種久了會生長成叢，這是透過分株，可以無性繁殖成新的獨立植株。

石斛蘭的假球莖多為膨大厚肉質，是貯存水分與養分的重要區域。通常具有兩個以上的分節，節間會長葉子，春石斛在花期時節間會開花。葉子通常互生，厚肉質，具有薄膜狀的葉鞘包覆著假球莖。

圖一、單莖性蘭花與複莖性蘭花之比較示意圖。

石斛蘭的花為兩側對稱花，具有雄蕊雌蕊合生而成的蕊柱（Column），與許多其他的蘭花類似。另外石斛蘭也具有瓣化的萼片（Sepal），可分為上萼片（Dorsal sepal）與側萼片（lateral sepal），與花瓣形態大致類似。但花瓣當中中間向下的那一瓣，則特化成唇瓣（Lip or Labellum），通常具有較外展延伸的樣態，在自然界中類似授粉昆蟲的「停機坪」，且其邊緣往往較有機會具有彎曲、皺摺、流蘇等較為誇張的特徵變化，唇瓣中間也常常帶有特殊的色彩與花紋，在生態上作為昆蟲視覺中的「蜜源標記」，在園藝上則提供觀賞的價值。

春石斛蘭單朵花。

春石斛蘭外萼瓣

春石斛蘭2側的翼瓣和下方的唇瓣。