天麻在《神农本草经》中被列为上品，名赤箭，天麻之名始见于《开宝本草》。苏恭谓“赤箭是茎类。茎是箭杆，赤色。端有花，叶赤色，远看如箭如羽，……其根皮肉质，大类天门冬，惟无心脉尔。去根五六寸有十余子卫之，似芋，可生啖之。”苏颂曰“天麻今汴京东西，湖南淮南州郡皆有之。春生苗，初出似芍药，独抽一茎直上，高三四尺，如箭杆状，青赤色，故名赤箭芝。茎中空，依半以上，贴茎微有尖子叶，梢头生穗，开花结子，如豆粒大，其子至夏不落……其根形如黄瓜，连生一，二十枚……”李时珍《本草纲目》记载“本经正有赤箭，后人称为天麻。”可见历代本草记述的天麻原植物形态与现今所用的天麻形态吻合。
天麻为兰科多年寄生植物的干燥块茎。形状为长椭圆形，扁缩而稍弯曲，长5～13厘米，宽2～6厘米，厚1～3厘米；一端有红棕色干枯芽苞，习称“鹦哥嘴”或“红小辫”，或为残留茎基，另一端有自母麻脱落后的圆脐形疤痕，外皮剥落或部分残留；表面黄白色或淡黄棕色，具环节，有点状痕或膜质鳞叶，有纵皱纹；质坚实，半透明，不易折断，断面较平坦，角质样，气特异，味甘微辛。其中以质地坚实沉重有鹦哥嘴断面明亮无空心者为佳。
天麻常见伪品大体有三种。其一是以茄科植物马铃薯的块茎经加工后充当天麻用。它的主要形状特征为外形为椭圆形，压扁，顶端有的有伪造的芽，下端无疤痕；表面颜色为黄白色或淡黄棕色，且无环形纹，断面为黄白色或淡黄棕色，嚼之有马铃薯味。
其二是以紫茉莉科植物紫茉莉的干燥根经加工伪造成天麻应用。它的主要形状特征为外形为长圆柱形或圆柱形，有的压扁；顶端有茎基痕或无，下端钝尖或削去尖部，表面为淡黄白色或类白色，用放大镜观察可见众多的小白点，无环纹；断面黄白色有同心环纹或白色筋脉点，嚼之微有刺喉感。
其三是菊科植物大丽花的干燥块茎。其外形纺锤形或类扁圆形，两端显纤维断头，无环纹，断面具有纤维性，味淡。
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