鳞茎近宽球形，高约3.5厘米，直径4～8厘米；鳞片宽卵形，长2.5～3厘米，宽1.4～2.5厘米，白色。茎高0.8～1.5米，带紫色条纹，具白色绵毛。叶散生，矩圆状披针形或披针形，长6.5～9厘米，宽1～1.8厘米，两面近无毛，先端有白毛，边缘有乳头状突起，有5～7条脉，上部叶腋有珠芽。花3～6朵或更多；苞片叶状，卵状披针形，长1.5～2厘米，宽2～5毫米，先端钝，有白绵毛；花梗长6.5～9厘米，紫色，有白色绵毛；花下垂，花被片披针形，反卷，橙红色，有紫黑色斑点；外轮花被片长6～10厘米，宽1～2厘米；内轮花被片稍宽，蜜腺两边有乳头状突起，尚有流苏状突起；雄蕊四面张开；花丝长5～7厘米，淡红色，无毛，花药矩圆形，长约2厘米；子房圆柱形，长1.5～2厘米，宽2～3毫米；花柱长4.5～6.5厘米，柱头稍膨大，3裂。蒴果狭长卵形，长3～4厘米。花期7～8月，果期9～10月。

变种有：大卷丹var. splendens，花大，橙红色；毛卷丹var. fortuni，茎密被绒毛。日本发现有野生三倍体植株，花大美丽。该种也是百合类花卉的育种材料，与川百合L. davidii Dacharte等近缘植物杂交形成许多园艺品种。