Жизненная форма этой уникальной орхидеи — единственной орхидеи, имеющей столь большое значение в медицине и особенно в пищевой промышленности, — травянистая лиана с довольно длинными, взбирающимися на деревья стеблями, которые дают развитие многочисленным воздушным корням, поглощающим влагу из насыщенного парами воды тропического воздуха. Сочные листья имеют форму удлиненного эллипса и дуговое жилкование. Желтовато-зеленые неправильные цветки собраны в кисти. Околоцветник составлен пятью продолговатыми листочками; шестой листочек, образующий так называемую губу, свернут в трубочку и содержит одну тычинку и пестик. Подобное расположение крайне затрудняет опыление, поэтому на родине оно осуществляется отдельными видами чешуекрылых (бабочек), а при выращивании в культуре практикуется искусственное опыление кисточкой. Нижняя завязь по завершении развития образует узкий длинный плод.

В свежесобранных плодах содержится гликозид глюкованилин, совершенно лишенный запаха. Но при последующей ферментации он расщепляется на глюкозу и свободный альдегид ванилин, как раз и являющийся носителем запаха. Присутствие в эфирном масле анисового спирта, коричных эфиров и других душистых веществ делает запах ванили еще более приятным.

Плоды ванили — сочные коробочки — собирают в недозрелом состоянии, подвергая затем длительному дозреванию, ферментации, сушке. Полученное сырье — узкие и длинные темно-бурые сморщенные коробочки — имеют тот самый столь знакомый нам характерный запах, носителем которого является ванилин.

В медицине сырье этой орхидеи весьма часто применяется для ароматизации лекарств.