Questo genere di piante simili a vite ha un habitus rampicante monopodiale. Possono formare lunghi steli sottili con una lunghezza superiore a 35 m, con foglie alternate sparse lungo la loro lunghezza. Le foglie corte, oblunghe, verde scuro di vaniglia sono spesse e coriacee, anche carnose in alcune specie. Ma ci sono anche un numero significativo di specie che hanno le foglie ridotte a squame o sono diventate quasi o totalmente senza foglie e sembrano usare i loro steli rampicanti verdi per la fotosintesi. Le radici aeree lunghe e forti crescono da ogni nodo.

I fiori di breve durata dell’infiorescenza racemosa sorgono successivamente su brevi peduncoli dalle ascelle o dalle squame delle foglie. Ci possono essere fino a 100 fiori su un singolo racemo, ma di solito non meno di 20. I fiori sono abbastanza grandi e attraenti con colori bianco, verde, giallo verdastro o crema. I sepali e i petali dei fiori sono simili. Il labbro è a forma tubolare e circonda la lunga colonna ispida, aprendosi, come la campana di una tromba, al suo apice. L’antera è nella parte superiore della colonna e pende sopra lo stigma, separato dal rostello. La maggior parte dei fiori di vaniglia ha un profumo dolce.

La fioritura avviene solo quando i fiori sono completamente cresciuti. Ogni fiore si apre al mattino e chiude nel tardo pomeriggio dello stesso giorno, per non riaprire mai. Se l’impollinazione non si è verificata nel frattempo, sarà versata. I fiori sono autofertili, ma hanno bisogno di impollinatori per svolgere questo compito. Nel Neotropicale, i fiori sono stati storicamente presume essere impollinati da stingless api (ad esempio Melipona) o colibrì, ma questo non è mai stato confermato; l’unico effettivo documentato l’impollinazione (cioè, la produzione di sementi) è registrato per un’orchidea bee, Eulaema meriana, in visita alla Vaniglia grandiflora in Perù, e polliniche di Vaniglia specie sono stati osservati collegata ad altre specie di Eulaema in Panama. L’impollinazione manuale è il metodo più affidabile nella vaniglia coltivata commercialmente. Piantagioni di vaniglia richiedono alberi per le orchidee a salire e ancorare dalle sue radici.

Il frutto è definito “vanilla bean”, anche se i fagioli veri sono eudicots fabaceous non a tutti strettamente correlati alle orchidee. Piuttosto, il frutto della vaniglia è tecnicamente una capsula deiscente allungata, carnosa e successiva lunga 10-20 cm. Matura gradualmente per 8-9 mesi dopo la fioritura, alla fine diventa di colore nero e sprigiona un forte aroma. Ogni baccello contiene migliaia di semi minuti e sia i baccelli che i semi all’interno vengono utilizzati per creare aromi di vaniglia. I baccelli di vaniglia sono raccolti a mano dai frutteti commerciali.

Le specie di vaniglia sono utilizzate come piante alimentari dalle larve di alcune specie di lepidotteri, come le falene dell’orso lanoso Hypercompe eridanus e H. icasia. Fuori stagione o quando abbandonati, possono servire come habitat per animali di foresta aperta, ad esempio sulle Comore per il geco del giorno di Robert Mertens (Phelsuma robertmertensi).