大海黄堇，无毛草本，高20-30厘米。
须根多数成簇．纺锤状肉质增粗，长0.5-2.5厘米，粗3-5毫米，具短柄，基部钝并骤然变丝状，干时黑褐色。
茎1-5条，直立．不分枝，上部具叶，下部裸露，基部丝状。
基生叶1-3枚，叶柄纤细，长达4厘米，叶片轮廓近圆形，长约1厘米，二回三出全裂，小裂片线形至线状披针形；
茎生叶1-3枚，于茎上部疏离互生，具短柄或近无柄，叶片一回奇数羽状全裂，裂片2-3对，线形，长1.5-5厘米，宽2-3毫米。
总状花序顶生，长4-10厘米，多花，排列稀疏；
苞片狭卵形至披针形，全缘，长于花梗。
萼片早落；
花瓣黄色，上花瓣长1.8-2.2厘米，花瓣片卵形，背部鸡冠状突起高1-1.5毫米，自先端延伸至距，距圆筒形，略长于花瓣片或与之近等长，下花瓣长约1厘米．上部卵形，具鸡冠状突起，中部缢缩，下部呈囊状，内花瓣提琴形，长约1厘米，花瓣片先端圆，中部具1侧生囊，爪楔形，与花瓣片近等长；
雄蕊束长约7毫米，花药小，花丝披针形，蜜腺体贯穿距的1/4；
子房狭倒卵形，长约4毫米，胚珠数枚，排成2列，花柱长约4毫米，先端弯曲，柱头双卵形，上端具4乳突。
蒴果倒卵形至狭倒卵形，长1-1.2厘米，成熟时自果梗基部反折。
种子圆形，直径约1.5毫米，黑色，具光泽。
花果期6-8月。
