假鳞茎长椭圆形，比墨兰、建兰的小，比春兰、蕙兰的大。叶3－5片，带状，基部明显收狭，叶尾修长渐尖，叶脉较明显，直立性较强，长35-70厘米，宽10-15毫米。有宽叶寒兰、窄叶寒兰之分。花蓬平架或略出架。花苞片比建兰的为长，排蕾时寒兰看去像麦穗，建兰、墨兰看去像谷穗。花的萼瓣尖长，通常开5－12朵，花色丰富，一般与花蓬同色，具浓香，花期10月至翌年1月。产中国南方、东南、西南各省的山区海拔较高处，有时成片呈植被状，如福建的武夷山区。也产于日本和朝鲜半岛南端。这类兰由于较难驯化，出芽率较低，较难繁殖，因此其传统名种与新品种数量均较其他几类生为少。但出于寒兰株型修长文雅，花朵秀逸，观赏价值甚高，很受日本兰界的欢迎。20世纪50年代朱德委员长送给日本友人松村谦三的兰花就是一盆寒兰。因寒兰传统名品较少，一般在园艺栽培上只按花色区分。
(1)青花寒兰(变种)。其花蓬和花瓣萼瓣均呈翠绿或青黄色。其品种有角旗(顶瓣菱角形，全花青绿色，产于武夷山)、青鸟、大鸟、粉鸟。
(2)紫花寒兰(变种，含红花寒兰)。其花蓬和花瓣萼瓣均呈紫红色，有的品种较紫，有的品种较红，瓣上有深色脉，唇瓣泛绿白或黄白。株型较大者，花多朵开放时气宁轩昂，飞扬激越，颇具美感。其品种有冬桃(粉紫红色)、武夷仙女(粉红色飞肩)、五彩寒兰(复色)、凌云叠飞(大朵复色花)、红线女(鲜红色脉线、粉红花瓣萼瓣)、红花寒兰(花瓣有自复轮)等等。
(3)素心寒兰(变种)。寒兰的全素花或素心花常是萼瓣张度人，唇瓣开阔，所以比其他类兰花的索心花更显鲜丽、大方。其品种有大雅(花大朵，肩瓣黄色，萼瓣有红脉，素心)、小雅(全绿白素花)、新雅(复色素心)、玉翠(全翠，捧小起兜如玉，大唇素心)、寒荷素、白翁(绿花乳白素心)、勾瓣素(肩瓣长，反勾，全素)、武伟素(黄花大朵全素)等等。
(4)奇花蝶花寒兰(变种)。此类其园艺栽培品种比墨兰、建兰少，但也有好几个名种流传，如母婴奇花(几个子房簇生，开出大小数朵，萼瓣长，如星光四射，为高贵品种)、天神(多唇多瓣多鼻奇花)、地神(多唇多瓣多鼻奇花)、寒素蝶、寒兰三心蝶等等。
(5)寒兰叶艺(变种)。寒兰叶艺品种较少，较受欢迎的有寒兰大彩锦(产江西南部，宽叶，白线黄线中透，锦绣辉煌)、雪景(白斑艺）、飘带(白复轮、白斑，叶修长弓弯)、寒兰大复轮(山复轮)，还有寒兰矮种。寒兰水晶、寒兰虎斑等。
(6)夏寒兰(新变种)。与原种类同，但叶较接近建兰，即较短较宽，向外披散，叶尾渐尖。因花期在夏季，故名。以产四川会理地区的为好。云贵川南部、福建北部均产。其著名品种有黄鹤(叶形软垂，花8－10朵，大出架，花蓬高达40厘米，花朵为全黄素，素雅俏丽，产四川会理)，其他品种有夏寒青(产于武夷山)、夏寒黄、夏寒红。
