大花石斛，茎直立或斜立，细圆柱形，通常长10-30厘米，粗4-6毫米，不分枝，具少数至多数节，节间长1.5-2.5厘米，干后淡黄色带污黑色。
叶革质，二列、数枚，互生于茎的上部，狭长圆形，长3-5 (-7) 厘米，宽6-12 (-15) 毫米，先端钝并且稍不等侧2裂，基部具抱茎的鞘；
叶鞘革质，老时呈污黑色，干后鞘口常呈杯状张开。
总状花序1-4个，从落了叶的老茎上部发出，具1-2朵花；
花序柄长3-5毫米，基部被3-4枚宽卵形的膜质鞘；
花苞片干膜质，浅白色，中部或先端栗色，长4-7毫米，先端渐尖；
花梗和子房白色，长2-3厘米；
花大，乳白色，有时带淡红色，开展；
中萼片长圆状披针形，长 (2.3-) 2.5-4厘米，宽7-10毫米，先端渐尖，具5-6条主脉和许多支脉；
侧萼片三角状披针形，与中萼片等长，宽7-10毫米，先端渐尖，基部歪斜而较宽，具5-6条主脉和许多支脉；
萼囊半球形，长1-1.5厘米；
花瓣近椭圆形，长 (2.3-) 2.5-4厘米，宽1-1.5厘米，先端锐尖，具5-6条主脉和许多支脉；
唇瓣卵状披针形，比萼片稍短而宽得多，3裂或不明显3裂，基部楔形，其中央具1个胼胝体；
侧裂片直立，半圆形；
中裂片卵形，先端急尖；
唇盘中央具1个黄绿色的斑块，密布短毛；
蕊柱长约4毫米；
蕊柱足长约1.5厘米，内面常具淡紫色斑点；
药帽近半球形，密布细乳突。
花期5月。
