昙花为附生肉质灌木，高2-5米。老茎圆柱状，木质化，分枝多数，叶状侧扁，披针形至长圆状披针形，长15-100公分，宽5-12公分，先端长渐尖至急尖，或圆形，边缘波状或具深圆齿，基部急尖、短渐尖或渐狭成柄状，深绿色，无毛，中肋粗大，宽2-6毫米，于两面突起，老株分枝产生气根。小窠排列于齿间凹陷处，小形，无刺，初具少数绵毛，后裸露。
昙花的花单生于枝侧的小窠，漏斗状，于夜间开放，芳香，长25-30公分，直径10-12公分。花托绿色，略具角，被三角形短鳞片。花托筒长13-18公分，基部直径4-9毫米，多少弯曲，疏生长3-10毫米的披针形鳞片，鳞腋小窠通常无毛。萼状花被片绿白色、淡琥珀色色或带红晕，线形至倒披针形，长8-10公分，宽3-4毫米，先端渐尖。边缘全缘，通常反曲。瓣状花被片白色，倒卵状披针形至倒卵形，长7-10公分，宽3-4.5公分，先端急尖至圆形，有时具芒尖，边缘全缘或啮蚀状。雄蕊多数，排成两列。花丝白色，长2.5-5公分。花药淡黄色，长3-3.5毫米。花柱白色，长20-22公分，直径3-4毫米。柱头15-20，狭线形，长16-18毫米，先端长渐尖，开展，黄白色。浆果长球形，具纵棱脊，无毛，紫红色。种子多数，卵状肾形，亮黑色，具皱纹，无毛。
