大叶黑桫椤，植株高2-5米，有主干，直径达20厘米；
叶型大，长达3米，叶柄长1米多，乌木色，粗糙，疏被头垢状的暗棕色短毛，基部、腹面密被棕黑色鳞片；
鳞片条形，长达2厘米，基部宽1.5-3毫米，中部宽1毫米，光亮，平展；
叶片三回羽裂，叶轴下部乌木色，粗糙，向疣渐呈棕色而光滑；
羽片平展，有短柄，长圆形，长50-60厘米或更多，中部宽约20厘米，顶端渐尖并有浅锯齿，羽轴下面近光滑，疣面疏被褐色毛；
小羽片约25对，互生，平展，柄长约2毫米，小羽轴相距2-2.5厘米，条状披针形，长约10厘米，宽约1.5-2厘米，顶端渐尖并有浅齿，基部截形，羽裂达二分之一至四分之三，小羽轴上面被毛，下面疏被小鳞片，裂片12-15对，略斜展，主脉相距4.5-6毫米，阔三角形，长5-6毫米，基部宽4-5毫米，向顶端稍变窄，钝头，边缘有浅钝齿；
叶脉下面可见，小脉约6-7对，有时多达8-10对，单一，基部下侧叶脉多出自小羽轴；
叶为厚纸质，干后疣面深褐色，下面灰褐色，两面均无毛。
孢子囊群位于主脉与叶缘之间，排列成V字形，无囊群盖，隔丝与孢子囊等长。
