Miltonia kayasimae es una planta de tamaño pequeño (30cm), epífita, con pseudobulbos ligeramente aplanados de base gruesa afinándose hacia el ápice. Posee dos vainas basales y un par de hojas apicales, lanceoladas. Su inflorescencia surge de la base de los pseudobulbos, es erecta, y puede cargar hasta 6 flores de 4-5cm que se esparcen en la parte superior de la inflorescencia. Sus pétalos y sépalos son de color marrón y ocre, mientras que el labelo es mayormente blanco con tono lila cerca de su base.
Para su cultivo requiere una luz moderada, pudiendo recibir algo de sol directo en las primeras horas de la mañana, pero nunca en las horas picos (mediodía). El lugar donde se coloca esta especie debe tener siempre movimiento de aire, lo que le permitirá poder soportar mayores niveles de luminosidad.
En su habitat las temperaturas promedian 26ºC de máxima y 16ºC de mínima durante la estación estival. En el invierno los promedios descienden a máximas de 18ºC y mínimas de 11ºC. Al igual que las otras especies de este género, Milt. kayasimae necesita de buena humedad ambiente durante todo el año, con promedios que ronden 75-80%, y si bien durante el invierno deben disminuirse los riegos, nunca debe dejársela totalmente seca. Se debe tener en cuenta que en esos meses las lluvias disminuyen pero la humedad de su habitat se mantiene elevada gracias a los fuertes rocíos.
Como medio de cultivo la opción es una maceta de barro o canasta, con un sustrato que permita un buen drenaje. Utilizar una maceta de plástico requerirá de menos riegos. Si se la monta en tronco el riego deberá ser más seguido.
