ตานอ้อยเป็นไม้ล้มลุกปีเดียวหรือหลายปี ลำต้นตั้งตรง สูงถึง ๑๐ ซม. มีขนประปราย
ใบเดี่ยว เรียงตรงข้ามสลับตั้งฉาก รูปรีหรือรูปขอบขนาน กว้าง ๓-๘ ซม. ยาว ๗-๑๓ ซม. ปลายมนโคนมนหรือรูปหัวใจ ขอบเรียบ แผ่นใบบางคล้ายกระดาษเกลี้ยง ด้านบนสีเขียวอมม่วง เส้นกลางใบนูนเล็กน้อยทางด้านบน นูนชัดทางด้านล่างและมีขนประปราย เส้นแขนงใบข้างละ ๙-๑๑ เส้น เส้นใบย่อยแบบร่างแห เส้นแขนงใบและเส้นใบย่อยเห็นชัดทั้ง ๒ ด้าน ก้านใบยาว ๒-๗ ซม. ด้านบนเป็นร่องตื้น ๆ มีขนประปราย
ช่อดอกแบบช่อกระจะเชิงประกอบ ออกตามซอกใบใกล้ปลายยอด ยาว ๑๐-๑๒ ซม. แกนกลางช่อดอกมีขนประปราย ก้านช่อดอกยาว ๕-๘ ซม. ใบประดับขนาดเล็ก รูปใบหอก ยาวประมาณ ๒ มม. ปลายแหลมขอบเรียบ มีขนประปราย ใบประดับย่อยรูปแถบ ยาวประมาณ ๒ มม. มีขนประปราย กลีบเลี้ยงยาว ๒-๓ มม. โคนเชื่อมติดกัน ปลายแยกเป็นแฉกลึก ๕ แฉก รูปสามเหลี่ยมแคบ ขนาดไม่เท่ากัน ด้านนอกมีขนประปรายเกลี้ยงด้านใน กลีบดอกโคนเชื่อมติดกันเป็นหลอด สีขาวปลายสีแดงอมม่วง รูปแตร ยาวประมาณ ๑.๓ ซม. ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปเกือบกลม แผ่ออก กว้างประมาณ ๒ มม. ยาวประมาณ ๕ มม. ปลายมนกลม ด้านนอกเกลี้ยงด้านในมีขนสั้นนุ่ม เกสรเพศผู้ ๔ เกสร แต่ละคู่ยาวไม่เท่ากัน คู่ยาวเป็นเกสรเพศผู้ที่สมบูรณ์ ยาวประมาณ ๕ มม. คู่สั้นเป็นเกสรเพศผู้ที่ไม่สมบูรณ์ ยาวประมาณ ๓ มม. ติดที่บริเวณโคนหลอดกลีบดอก ยาวไม่พ้นหลอดดอกอับเรณูรูปเกือบกลม แต่ละอับเรณูมี ๒ พู ยาวประมาณ ๒ มม. เกลี้ยง รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ ทรงรูปไข่กลับหรือรูปทรงรี เกลี้ยง มี ๒ ช่อง แต่ละช่องมีออวุลจำนวนมากก้านยอดเกสรเพศเมียเรียวยาวประมาณ ๘ มม. ยอดเกสรเพศเมียเป็น ๒ แฉกสั้น ๆ
ผลแบบผลแห้งแตก ๒ ซีก รูปทรงกระบอกแกมทรงรูปไข่ ยาวประมาณ ๕ มม. เมล็ดขนาดเล็ก รูปค่อนข้างกลมแบน มี ๔-๘ เมล็ด
ตานอ้อยมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคตะวันออก และภาคใต้ พบตามป่าดิบชื้น ในที่ค่อนข้างร่ม ที่สูงจากระดับทะเลปานกลาง ๕๐-๒๐๐ ม. ออกดอกและเป็นผลเดือนมีนาคมถึงเมษายน ในต่างประเทศพบที่เมียนมาและมาเลเซีย.