ดอกกล้วยไม้เป็นดอกสมบูรณ์เพศ คือ เกสรตัวผู้และเกสรตัวเมียอยู่ในดอก เดียวกัน ดอกกล้วยไม้ประกอบด้วยกลีบดอกวงนอก 3 กลีบ และกลีบดอกวงใน 3 กลีบ ลักษณะของกลีบดอกกล้วยไม้จะแตกต่างกันไปตามชนิดของกล้วยไม้ กล้วยไม้บางชนิดอาจมีกลีบดอกขนาดใหญ่ สีสวย แต่บางชนิดมีกลีบแคบ สีไม่สวยส่วนของกลีบวงนอกหรือกลีบนอกนั้นจะเป็นส่วน ที่หุ้มดอกในระยะดอกตูม กลีบนอกมักจะมีลักษณะคล้ายกันทั้ง 3 กลีบ ยกเว้นพวกรองเท้านารี ที่กลีบนอกกลีบล่างจะมีลักษณะต่างจากกลีบบน สำหรับกลีบในนั้นจะมีลักษณะต่างกันโดยกลีบ ในคู่หนึ่งจะมีลักษณะเหมือนกัน ส่วนกลีบในกลีบที่สามจะมีลักษณะแตกต่างไปเรียกว่าปาก หรือกระเป๋า(Lip)ซึ่งมีประโยชน์สำหรับล่อแมลงเพื่อช่วยผสมพันธุ์ส่วนประกอบของดอกมีส่วนของก้านเกสรตัวผู้ ก้านเกสรตัวเมียและยอดเกสรตัวเมียรวมกันเป็นอวัยวะเดียวกันยื่นออกมาตรงใจกลางของดอก มีอับเกสรตัวผู้อยู่ที่ส่วนปลายเรียกว่า เส้าเกสร (Staminal column) ยกเว้นพวกรองเท้านารี และกล้วยไม้บางสกุลที่อับเกสรตัวผู้ อยู่ ด้านข้างของเส้าเกสร 2 ข้าง เกสรตัวผู้ไม่มีลักษณะ เป็นละอองเรณูแบบพืชอื่นๆ เกสรตัวผู้ประกอบด้วยอับเรณูและละอองเกสรตัวผู้หรือเรณู เรณูของดอกกล้วยไม้มีลักษณะแตกต่างกันคือละอองเรณูอาจจะรวมกลุ่มติดกันคล้ายขี้ผึ้งอ่อน ๆ หรือละอองเรณูเกาะตัวกันเป็นก้อนแข็งเป็นกลุ่มเรณูเรียกว่าพอลลิเนีย (pollinia) ในแต่ละอับ เรณูมีฝาปิดสนิท อาจมี 2,4 หรือ 8 อันแล้วแต่ชนิดของกล้วยไม้ยอดเกสรตัวเมียจะอยู่ใต้อับเรณู มีลักษณะเป็นแอ่งตื้น ๆภายในมีน้ำเมือกเหนียว (ยกเว้นรองเท้านารีที่มีลักษณะต่างออกไป) น้ำเมือกนี้จะมีไว้เพื่อช่วยในการผสมพันธุ์ สำหรับยึดเกสรตัวผู้ที่ตกลงไปในแอ่ง การผสมเกสรส่วนใหญ่ต้องอาศัยแมลงเข้าช่วสำหรับรังไข่อยู่ตรงส่วนของก้านดอก ภายในรังไข่จะยังไม่มีการพัฒนาเป็นไข่อ่อนเมื่อมีการผสมเกสรเกิดขึ้นแล้วจึงจะเกิดไข่อ่อน ขึ้นมาภายในรังไข่รังไข่เพียงช่อเดียวแต่มีเมล็ดเกาะที่ผนัง 3 แห่ง เมื่อไข่ได้รับการผสมจาก เกสรตัวผู้จะเจริญไปเป็นเมล็ด
