ตะขาบสุเทพเป็นกล้วยไม้อิงอาศัย เจริญทางยอด รากสีขาวหรือสีเขียวแกมสีเทา ยาว มีจำนวนมากออกตามข้อตั้งแต่กลางถึงโคนต้น ลำต้นตั้งตรงหรือเอียงสีเขียวเข้มหรือสีเขียวแกมสีน้ำตาล รูปทรงกระบอก สั้นและแข็ง เส้นผ่านศูนย์กลาง ๔-๙ มม. ยาว ๓-๑๕.๕ ซม. ส่วนปลายเรียวแคบกว่าส่วนโคน ผิวเรียบ มีกาบใบสีเขียวแกมสีน้ำตาลหุ้มตลอดลำต้น

 ใบเดี่ยว มี ๒-๖ ใบ เรียงสลับ รูปแถบ กว้าง ๐.๕-๒.๒ มม. ยาว ๔.๘-๑๖.๕ ซม. ปลายแหลมหรือหยักเป็น ๒ แฉก ขนาดไม่เท่ากัน โคนแผ่เป็นกาบหุ้มลำต้น ขอบเรียบ แผ่นใบหนาและเหนียวคล้ายแผ่นหนังด้านบนสีเขียวเข้มเป็นมัน ด้านล่างสีจางกว่าเล็กน้อยเกลี้ยงทั้ง ๒ ด้าน เส้นใบขนานจากโคนใบสู่ปลายใบ เห็นไม่ชัด

 ช่อดอกแบบช่อกระจะ ออกตามข้อข้างลำต้นตั้งแต่โคนถึงกลางต้น ตั้งขึ้นหรือเอียง มี ๔-๘ ช่อ ทั้งช่อยาว ๔-๘ ซม. แต่ละช่อมี ๒-๓ ดอก เรียงสลับตามแกนช่อ ก้านช่อสีเขียวหรือสีเขียวแกมสีเหลือง หนาและอวบน้ำ ยาว ๓-๕ ซม. แกนช่อสีเขียวอ่อน หนากว่าก้านช่อเล็กน้อย ยาว ๒-๔ ซม. ใบประดับสีเขียวอ่อนรูปสามเหลี่ยม กว้าง ๒-๓ มม. ยาวประมาณ ๒ มม. ปลายแหลม ใบประดับย่อยสีเขียวอ่อนหรือสีเขียวแกมสีเหลือง เรียงสลับระนาบเดียวและติดทน รูปคล้ายสามเหลี่ยม กว้าง ๒-๔ มม. ยาว ๔-๕ มม. ปลายแหลมขอบเป็นชายครุยเล็กน้อย ด้านนอกมีสันนูนตามยาว ๑ สัน ปลายสันเป็นรยางค์แข็งและยาว ก้านดอกและรังไข่ยาวรวมกัน ๐.๗-๑.๒ ซม. ดอกสีเหลืองนวลหรือสีเหลืองอมเขียว ทยอยบานครั้งละ ๑-๒ ดอก บาน ๑-๒ วัน กลีบเลี้ยง ๓ กลีบ แผ่นกลีบหนาและอวบกว่ากลีบดอกกลีบเลี้ยงบนรูปไข่กว้างหรือรูปรี กว้าง ๕-๖ มม. ยาว ๐.๘-๑ ซม. ปลายมนหรือแหลม โคนรูปลิ่ม กลีบเลี้ยงคู่ข้างรูปขอบขนานแกมรูปไข่ กว้าง ๔-๕.๖ มม. ยาวประมาณ ๑ ซม. ปลายแหลม ด้านนอกมีสันนูนตามยาว ๑ สัน ปลายสันเป็นรยางค์แข็งและยาว กลีบดอก ๓ กลีบ กลีบดอกด้านข้างรูปขอบขนานหรือรูปรีแกมรูปใบหอกกว้างประมาณ ๓ มม. ยาว ๘-๙ มม. ปลายแหลม กลีบปากแยกเป็น ๓ แฉก แฉกข้างสีขาวนวลหรือสีเหลืองอ่อน รูปครึ่งวงกลม กว้างประมาณ ๒ มม. ยาว ๓-๔ มม. ปลายมน แฉกกลางหนาและอวบน้ำสีขาว ปลายตัด ขอบกลีบหยักเป็นคลื่น กลางกลีบปากมีปุ่มเนื้อเยื่อนูนสีขาว รูปคล้ายรูปไข่ ๑ ปุ่ม บริเวณโคนกลีบมีขนครุย

 ผลแบบผลแห้งแตก รูปทรงกระบอก กว้าง ๓-๕ มม. ยาว ๕-๗.๕ ซม. มีสันตามยาว ๖ สัน แต่ละสันแผ่เป็นปีก ผลอ่อนสีเขียวอ่อน เมื่อแก่สีน้ำตาลเข้ม เมล็ดขนาดเล็ก มีจำนวนมาก

 ตะขาบสุเทพมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ และภาคตะวันตกเฉียงใต้ พบขึ้นตามป่าดิบเขา ที่สูงจากระดับทะเลปานกลาง ๑,๔๐๐-๑,๙๕๐ ม. ออกดอกเดือนเมษายนถึงพฤษภาคม เป็นผลเดือนมิถุนายนถึงกรกฎาคมในต่างประเทศพบที่เวียดนาม.