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。
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