大黄花堇菜，多年生草本。
根状茎细长而横走，节间较长，节上有白色干膜质小鳞片，生白色细根。
地上茎直立，不分枝，高60-20厘米，被白色开展的长毛或下部近无毛，基部通常有一枚卵形的白色膜质小鳞片。
基生叶1-3枚，叶片心形或肾形，先端具短尖，基部心形，边缘具稍向内弯的锯齿及缘毛，两面疏被白色细毛，但下面脉上毛较密，具长达10厘米的叶柄；
茎生叶通常3枚，稀4枚，下方的一枚叶片圆心形，长约4厘米，宽约4.5厘米，先端渐尖，基部宽心形，具长约3厘米的叶柄，柄上密生长细毛，上方2枚叶片生于茎顶，近对生，卵形，先端渐尖或急尖，基部浅心形，两面被白色细毛，具短柄或近无柄，托叶与叶柄离生，2枚，对生，卵形，先端急尖，全缘或具腺状锯齿。
花金黄色，生于茎顶第二叶的叶腋内；
花梗无毛，在上部弯曲处有2枚宽卵形的小苞片；
萼片长卵形或披针形，长约8毫米，全缘，通常无毛，具3脉，基部的附属物短，长约0.3毫米；
花瓣倒卵形，有紫色脉纹，侧瓣里面基部有须毛，下方花瓣近匙形，连距长1.5-2厘米，距长约2毫米，粗而末端钝圆；
下方雄蕊之距不发达，短而宽；
子房无毛，花柱向上渐增粗，柱头头状，两侧有一列白色须毛，中央具短喙，喙端具圆形柱头孔。
蒴果椭圆形，长约0.7厘米，先端稍尖，通常有宿存的花柱。
种子球形，直径约2毫米，苍白色，有白色附属体。
花期5月中、下旬至6月下旬，果期6-7月。
