As orquídeas adaptaram-se aos mais variados ambientes. Podem ser terrestres, crescendo tanto em campinas e savanas em meio à relva, como sobre o solo de florestas sombrias; epífitas sobre árvores ou arbustos, próximas ao solo abrigadas da luz, ou perto do topo das árvores e cactos, submetidas à bastante luz; litófitas crescendo sobre solos rochosos ou apoiadas diretamente nas pedras, psamófitas sobre a areia das praias, saprófitas em turfa e elementos em decomposição no solo, ou raramente aquáticas em brejos e áreas pantanosas.

Um caso extremo é uma espécie subterrânea da Austrália da qual apenas ocasionalmente emergem as flores.

Crescimento
Apresentam crescimento contínuo ou sazonal, simpodial ou monopodial, agrupado ou espaçado, ascendente ou pendente, aéreo ou subterrâneo, o crescimento das orquídeas dá-se de maneiras muito diversas. Conforme o ambiente predominam certas formas de crescimento.

Nas áreas tropicais o crescimento contínuo é mais comum, porém existem espécies de crescimento sazonal. Em áreas sujeitas à secas ou frio intenso o crescimento costuma ser sazonal. As orquídeas monopodiais costumam crescer de maneira contínua. As simpodiais apresentam certa sazonalidade.

Raízes
As orquídeas não apresentam raízes primárias, que são raízes centrais principais de onde brotam outras raízes secundárias, mas apenas as raízes secundárias as quais brotam diretamente do caule e ocasionalmente de outras raízes. Frequentemente servem de depósitos de nutrientes e água e ajudam as plantas a reterem e acumularem de material nutritivo que se deposita em suas bases.

Em alguns casos são também órgãos clorofilados capazes de realizarem fotossíntese durante os períodos em que as plantas perdem as folhas. Variam em espessura, de muito finas a extremamente grossas. A estrutura das raízes diferencia-se muito entre as orquídeas, conforme a maneira e local onde crescem.

As espécies epífitas geralmente apresentam robustas raízes, cilíndricas enquanto aéreas, as quais assumem formato achatado após aderirem ao substrato. Em regra são recobertas por espessa superfície esponjosa e porosa denominada velame, tecido altamente especializado na absorção de água ou umidade do ar.

As espécies terrestres normalmente encontram-se espessadas em pequenas ou grandes estruturas parecidas com tubérculos de esféricos a longamente cilíndricos que servem de reserva de nutrientes e água e substituem os pseudobulbos presentes nas espécies epífitas. Ocasionalmente estes tubérculos separam-se da planta principal originando novas plantas.

A durabilidade das raízes varia em função dos fatores ambientais e geralmente é inferior à duração dos caules. Novas raízes costumam brotar durante ou no final do período de crescimento vegetativo da planta.

Apesar de geralmente não ser a fonte principal de nutrientes das orquídeas, estas geralmente valem-se da associação com um fungo chamado Micorriza que se aloja nas células exteriores do velame de suas raízes e excreta diversos nutrientes então diretamente absorvidos por suas raízes.

Caules
Nas espécies epífitas de crescimento simpodial o caule geralmente é composto por parte reptante, curta ou longa, fina ou espessa, chamada rizoma e parte aérea que pode ou não encontrar-se espessada em estrutura para reserva de água e nutrientes conhecida como pseudobulbo.

Em alguns gêneros epífitas, particularmente em alguns gêneros relacionados às Huntleya o caule secundário aéreo encontra-se reduzido a um nódulo ínfimo que origina as folhas.

Nas espécies epífitas de crescimento monopodial o caule é único e aéreo, ereto ou pendente, e não se encontra espessado em pseudobulbos, sendo ajudado no armazenamento de nutrientes pelas folhas e raízes que brotam continuamente ao longo de todo o caule.

As espécies terrestres podem ou não apresentar caules desenvolvidos e estes, diferente das epífitas, que sempre apresentam caules perenes, podem ser parcialmente decíduos. Algumas das orquídeas terrestres apresentam caules muito longos, que podem chegar a mais de seis metros de comprimento.

Folhas
A grande maioria das orquídeas apresenta folhas com enervação paralela de cruzamentos dificilmente visíveis. Usualmente dispostas em duas carreiras opostas e alternadas em ambos os lados do caule.

Muitas espécies apresentam apenas uma folha terminal. O formato, espessura, estrutura, quantidade, cor e tamanho e maneira de crescimento das folhas tem uma variação muito grande.
- A forma das lâminas foliares pode ser circular, elíptica, lanceolada, obovada, linear, espatulada, oblonga, além infindável variedade de outras formas intermediárias destas.
- A ponta das folhas pode ser arredondada, reta, acuminada, fina ou espessa, radial, ou desigual.
- Suas margens geralmente são suaves, parcialmente curvas, raramente denticuladas.
- A estrutura das folhas pode apresentar pecíolo ou não, com diferente número de enervações longitudinais paralelas, bastante visíveis ou quase imperceptíveis a olho nu
- A espessura das folhas varia de muito finas e maleáveis ou carnosas, firmes e quebradiças até inteiramente suculentas.
- Geralmente verdes nas mais diversas gradações, suas cores podem ainda variar completamente conforme a face, de vermelho a marrom escuro, tons acinzentados, azulados ou amarelados. Algumas espécies apresentam folhas maculadas, estriadas ou pintalgadas por cores diversas.
- Geralmente com superfície brilhante, podem ainda apresentar-se foscas ou com aparência farinosa.

Algumas espécies são desprovidas de clorofila nas folhas. A maioria das espécies conserva suas folhas por alguns anos mas algumas perdem as folhas logo após o período de crescimento e outras apenas em condições ambientais desfavoráveis.

Existem ainda alguns gêneros nos quais as folhas são apenas rudimentares, dando a impressão de serem constituídas apenas pelas raízes e flores. Nestes casos as raízes são responsáveis pela fotossíntese.

Inflorescência
As inflorescências, de acordo com a espécie, podem ter de uma a algumas centenas de  flores, , e podem ser apicais, laterais ou basais, racemosas ou paniculadas, formando ramos, corimbos ou umbelas, com flores simultâneas ou abrindo em sucessão, ao longo da inflorescência ou brotando sempre no mesmo local.

Algumas espécies apresentam estruturas perenes que servem apenas para floração como no caso das espécies do gênero Psychopsis e algumas das Masdevallia. As flores geralmente apresentam brácteas em sua base, muitas vezes extremamente reduzidas em tamanho, ou bastante grandes e até mais vistosas que as flores, como em algumas espécies do gênero Eria e CYrtopodium.

A inflorescência das espécies do gênero Dimorphorchis pode estender-se por quase cinco metros com flores espaçadas em quase um metro. A inflorescência das Octomeria mede poucos milímetros de comprimento.

Flores
Dentre todas as famílias de plantas possivelmente as orquídeas é a família que apresenta maior espectro de variação floral. Geralmente apresentam flores hermafroditas mas, além destas, em alguns gêneros podem apresentar flores exclusivamente masculinas ou femininas.

O tamanho das flores varia de dois milímetros a mais de vinte centímetros. Suas cores vão de quase transparentes ao branco, com tons esverdeados, rosados ou azulados até cores intensas, amarelos, vermelhos ou púrpura escuro. Muitas flores são multicoloridas.

As flores normalmente apresentam simetria bilateral, com seis tépalas divididas em duas camadas, três externas chamadas sépalas e três internas denominadas pétalas. Tanto as sépalas como as pétalas são grandemente variáveis em formato e tamanho e podem ocasionalmente apresentar-se parcialmente ou inteiramente soldadas.

A pétala inferior das orquídeas a que chamam labelo, sempre é diferenciada, ou expandida, podendo ser bastante simples e parecida com as outras pétalas ou apresentar calos, lamelas ou verrugas, formatos e tamanhos muito variados até bastante intrincados com cores diversas e contrastantes.

Em muitos gêneros o labelo apresenta um prolongamento tubular oco ou um nectário próximo ao local em que se fixa à coluna, o qual recebe o nome de calcar. A observação das estruturas e padrões do labelo é uma das maneiras mais simples de reconhecer as diferentes espécies de orquídeas.

Os órgãos reprodutivos (androceu e gineceu) encontram-se reduzidos e fundidos em uma estrutura central chamada coluna, ginostêmio ou androstilo. O número de estames varia entre as subfamílias: Apostasiosdeae possui três; Cypripediodeae dois, com o estame central modificado; as demais apresentam apenas o estame central funcional, com os dois outros atrofiados ou ausentes.

Também a observação das características da coluna ocupa posição importante na identificação das orquídeas.

Os grãos de pólen quase sempre encontram-se aglutinados em massas cerosas chamadas polínias, mas podem encontrar-se também agrupados em massa pastosa, ou rarissimamente soltos. As polínias ficam penduradas em uma haste chamada caudículo ou estipe, conforme sua estrutura, presas por um disco viscoso chamado viscídio, coladas por um líquido espesso secretado pelo rostelo.

A maioria das espécies epífitas apresenta uma pequena capa recobrindo as polínias, denominada antera. O estigma é normalmente uma cavidade na coluna, onde as polínias são inseridas pelo agente polinizador. O ovário é ínfero, tricarpelar e possui até cerca de um milhão de óvulos.

Fruto
Praticamente todas as orquídeas apresentam frutos capsulares. Eles claramente diferem em tamanhos, formas e cores. As epífitas apresentam frutos muito mais espessos com paredes carnosas, espécies terrestres apresentam frutos mais finos com paredes mais delicadas. Geralmente são triangulares, mais ou menos arredondados, com números de lamelas que variam de três a nove.

Alguns são lisos outros rugosos ou mesmo cheios de tricomas, verrugas ou protuberâncias em sua superfície. Os frutos desenvolvem-se com o engrossamento do ovário na base da flor, o qual geralmente é dividido em três câmaras. Quando maduro o fruto seca e abre-se em três ou seis partes ao longo do comprimento, embora não inteiramente, mantendo-se sempre preso à inflorescência.

Boa parte das sementes logo cai, depositando-se entre as raízes da planta mãe, as sementes são também amplamente dispersas com o vento por longas distâncias.

Sementes
Quase todas as orquídeas apresentam sementes minúsculas e leves, constituídas por um pequeno aglomerado de células de cobertura abrigando um embrião. Cada planta produz de centenas de milhares de sementes em cada uma de suas cápsulas.

o contrário da maioria das plantas, as quais produzem um endosperma capaz de alimentar o desenvolvimento do embrião em seus primeiros estágios, as orquídeas utilizam-se de um processo simbiótico o fungo Microrriza que excreta os nutrientes utilizados pela jovem orquídea a partir da decomposição pelo fungo do material encontrado próximo à semente.

Tão logo o embrião é capaz de realizar a fotossíntese, este processo torna-se responsável pela alimentação da planta e a Micorriza não é mais necessária, no entanto, algumas espécies de orquídeas saprófitas nunca serão capazes de realizar a fotossíntese plenamente e permanecem dependentes do fungo por toda a vida.

Algumas espécies de orquídeas, por exemplo, as do gênero Bletilla, apresentam alguma quantidade de endosperma. Poucas espécies de orquídeas têm sementes grandes, estas são representadas principalmente pelos membros da subfamília Vanilloideae.