曇花為附生肉質灌朩，高2-5米。老莖圓柱狀，朩質化，分枝多數，葉狀側扁，披針形至長圓狀披針形，長15-100公分，寬5-12公分，先端長漸尖至急尖，或圓形，邊緣波狀或具深圓齒，基部急尖、短漸尖或漸狹成柄狀，深綠色，無毛，中肋粗大，寬2-6毫米，于兩面突起，老株分枝產生氣根。小窠排列于齒間凹陷處，小形，無刺，初具少數綿毛，后裸露。
曇花的花單生于枝側的小窠，漏斗狀，于夜間開放，芳香，長25-30公分，直徑10-12公分?；ㄍ芯G色，略具角，被三角形短鱗片?；ㄍ型查L13-18公分，基部直徑4-9毫米，多少彎曲，疏生長3-10毫米的披針形鱗片，鱗腋小窠通常無毛。萼狀花被片綠白色、淡琥珀色色或帶紅暈，線形至倒披針形，長8-10公分，寬3-4毫米，先端漸尖。邊緣全緣，通常反曲。瓣狀花被片白色，倒卵狀披針形至倒卵形，長7-10公分，寬3-4.5公分，先端急尖至圓形，有時具芒尖，邊緣全緣或嚙蝕狀。雄蕊多數，排成兩列?；ńz白色，長2.5-5公分。花藥淡黃色，長3-3.5毫米?；ㄖ咨?，長20-22公分，直徑3-4毫米。柱頭15-20，狹線形，長16-18毫米，先端長漸尖，開展，黃白色。漿果長球形，具縱棱脊，無毛，紫紅色。種子多數，卵狀腎形，亮黑色，具皺紋，無毛。