兰花在植物分类学上属于兰科，是单子叶植物中的一个科。
兰科植物的叶片因种类的不同而有很大的差异。如万带兰的叶片呈棍棒状，卡特兰的叶片肥厚呈硬革质，春兰，建兰的叶片呈细而长的条形，鹤顶兰的叶片则又大又软，而且薄。因此，兰科植物的叶片共同点较少。
兰花的茎形态变化也较大，有直立茎，根状茎和假鳞茎3类。国兰通常在地下都有假鳞茎，有时还有横走的根状茎。
兰花的根大都为海绵状须根。
兰科植物的花最具代表性，为分类的依据。花由萼片三枚，花瓣3枚及蕊柱1枚共同组成。兰花的萼片已瓣化，在平常人看来就是外层的3个“花瓣”。内层的3片花瓣中下方的一枚通常为唇瓣，唇瓣多样化，特异化是兰科植物最有代表性的一个特征。
国兰的唇瓣称为舌瓣。唇瓣在兰花发育的初期位于花的上方，随着花蕾的绽放，兰花的花梗，子房出现了复杂的扭转，使花来了个180度大转身，唇瓣到了最下方。
兰花的花为两性花，但雌雄花蕊合生在一起呈柱状，所以又称合蕊柱。在国兰中合蕊柱又称“鼻头”。
国兰的花莛俗称花箭，一般都是从假鳞茎的基部或植株的心部长出。花莛的高矮因种有别。花莛高于叶弧面的称为出架，花莛低于叶弧面的称为不出架。
花序大都为总状花序。国兰的果实为蒴果，里面有上百万粒细如粉尘的种子。
