Questa famiglia è tra le più ricche di specie nel mondo vegetale (circa 28.000), diffusa soprattutto nelle regioni tropicali ma distribuita anche in tutte le regioni temperate del globo.
Per le loro molteplici e complicate strategie adattative, le Orchidaceae sono considerate la famiglia più evoluta tra le Spermatofite (piante con seme).
Per svilupparsi, necessitano quasi sempre di particolari funghi presenti nel terreno, essenziali per la germinazione del seme, con i quali stabiliscono un rapporto di simbiosi (micorriza).
Le orchidee sono piante erbacee provviste solitamente di rizotuberi ma a volte da rizomi o radici fascicolate più o meno ingrossate.
Il fusto è semplice ed eretto, le foglie sono intere e a nervature parallele (tranne in Goodyera), quelle basali spesso riunite in rosetta e nelle specie parassite ridotte a squame guainanti.
Nelle piante europee, i fiori sono solitamente riuniti in infiorescenze all'apice del fusto, situati all'ascella di una brattea e durante il loro sviluppo ruotano di 180° (resupinazione), per cui la parte superiore viene a trovarsi nella parte inferiore. Sono formati da 6 tepali: i 3 esterni sono simili, quelli interni si dividono in 2 laterali identici tra loro ed un terzo molto diverso per colore e forma che viene detto labello. Quest'ultimo può essere intero o lobato, oppure diviso in due parti (ipochilo ed epichilo) da una strozzatura intermedia. Spesso il labello si prolunga alla base in uno sperone contenente il nettare.
I fiori sono ermafroditi e gli organi riproduttivi sono saldati in una struttura caratteristica detta ginostemio.
Nella parte superiore del ginostemio si trovano gli organi maschili (androceo) formati da 2 logge polliniche contententi polline agglutinato (dette pollinii o pollinodi) sorrette da un filamento (caudicola) provvisto alla base di un dischetto adesivo (retinacolo) che serve per far aderire le masse polliniche al corpo degli insetti impollinatori.
Nella parte inferiore ci sono gli organi femminili (gineceo) formati da 1 o 2 stimmi collegati all'ovario che è infero.
L'impollinazione avviene per mezzo di insetti o uccelli (nelle specie tropicali). L'attrazione dei pronubi avviene con svariate strategie che possono coinvolgere l'odore, il colore, la forma del labello, la pelosità, ecc. L'insetto, dopo essersi posato sul labello, nell'intento di raggiungere il nettario, urta i corpi adesivi dei pollinodi, che aderiscono al suo corpo. I filamenti si seccano rapidamente facendo assumere ai pollinodi la posizione più adatta per il loro rilascio nello stimma di un nuovo fiore. È frequente la riproduzione vegetativa per mezzo di bulbilli o gemme avventizie, in qualche caso può avvenire anche l'autoimpollinazione.
Il frutto è una capsula che si apre per 3 o 6 fenditure contenente numerosi semi minutissimi che vengono dispersi dal vento.