เข็มเลื้อยเป็นไม้เลื้อย ยาวได้ถึง ๑๕ ม. กิ่งอ่อนอาจเป็นสี่เหลี่ยม เกลี้ยง มีช่องอากาศกระจายทั่วไป
ใบเดี่ยว เรียงตรงข้ามสลับตั้งฉากหรือเป็นวงรอบ ๓ ใบ รูปรี รูปรีแกมรูปขอบขนาน หรือรูปรีแกมรูปไข่กลับ กว้าง ๒.๕-๘ ซม. ยาว ๔-๑๖ ซม. ปลายแหลมหรือเรียวแหลมโคนรูปลิ่ม ขอบเรียบ แผ่นใบบางคล้ายกระดาษถึงหนาคล้ายแผ่นหนัง ด้านบนสีเขียวเข้ม ด้านล่างสีเขียวอ่อนเกลี้ยงทั้ง ๒ ด้าน เส้นแขนงใบข้างละ ๖-๙ เส้น มีตุ่มใบที่ซอกระหว่างเส้นแขนงใบกับเส้นกลางใบ เส้นใบย่อยแบบร่างแห เห็นชัดทางด้านล่าง ก้านใบยาว ๐.๘-๒ ซม. เป็นร่องตื้น ๆ ทางด้านบนมีต่อมโคนใบ หูใบระหว่างก้านใบรูปสามเหลี่ยม ยาว ๒-๔ มม. โคนเชื่อมติดกันเป็นหลอดสั้นหุ้มรอบข้อ มีขนประปราย
ช่อดอกคล้ายช่อซี่ร่มเชิงประกอบ ออกตามซอกใบหรือปลายกิ่ง ยาว ๕-๒๕ ซม. มักไม่มีก้านช่อ ช่อย่อยเรียงตรงข้ามสลับตั้งฉากหรือเป็นวงรอบ ๓-๔ ช่อ เส้นผ่านศูนย์กลางช่อย่อย ๑-๒ ซม. ก้านช่อย่อยล่างสุดยาวได้ถึง ๑๐ ซม. ก้านดอกยาว ๐.๕-๖ มม. ใบประดับรูปสามเหลี่ยมหรือรูปใบหอก ยาว ๒-๔ มม. ก้านช่อย่อย ก้านดอก และใบประดับมีขนประปราย ดอกสีขาว กลีบเลี้ยงโคนเชื่อมติดกันคล้ายรูปถ้วย ยาวประมาณ ๒ มม. ปลายตัดหรือเป็นแฉกเล็ก ๆ ๕ แฉก ไม่ชัดเจน ด้านนอกมีขนประปรายบริเวณโคนด้านในมีต่อมจำนวนมาก กลีบดอกโคนเชื่อมติดกันเป็นหลอด ยาว ๐.๔-๑ ซม. ปลายแยกเป็น ๕ แฉก รูปขอบขนาน ยาว ๔-๘ มม. เกลี้ยงทั้ง ๒ ด้าน หลอดกลีบดอกด้านนอกเกลี้ยง ด้านในมีขน เกสรเพศผู้ ๕ เกสร ติดที่บริเวณคอหลอดกลีบดอก เรียงสลับกับแฉกกลีบดอก ก้านชูอับเรณูยาว ๑.๕-๔ มม. อับเรณูรูปขอบขนานแกมรูปใบหอกแคบ ยาว ๓.๕-๖ มม. รังไข่อยู่ใต้วงกลีบ มี ๒ ช่อง แต่ละช่องมีออวุล ๒ เม็ด ยอดเกสรเพศเมียมี ๒ พู โผล่ไม่พ้นหลอดกลีบดอก
ผลแบบผลผนังชั้นในแข็ง รูปทรงกลมหรือเกือบกลม เส้นผ่านศูนย์กลาง ๐.๕-๑.๒ ซม. สีเขียว สุกสีม่วงเข้ม มี ๔ เมล็ด เมล็ดแบน ทรงรูปไข่หรือรูปทรงรี ขอบมีปีกแคบ ๆ
เข็มเลื้อยมีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงใต้ และภาคใต้ พบขึ้นในสภาพป่าเกือบทุกประเภท ที่สูงตั้งแต่ใกล้ระดับทะเลถึงประมาณ ๑,๙๐๐ ม. ออกดอกและเป็นผลเกือบตลอดปี ในต่างประเทศพบที่จีนตอนใต้ภูมิภาคอินโดจีน และภูมิภาคมาเลเซีย
เดิมใช้ชื่อสลับกันระหว่าง Caelospermum กับ Coelospermum ปัจจุบันใช้ Coelospermum.