大花鸟巢兰植株高20-35厘米。茎直立，无毛或上部具极稀疏的乳突状短柔毛，中部以下具3-5枚鞘，无绿叶；鞘膜质，长2-3.5厘米，多少抱茎。总状花序顶生，长达18厘米，具30余朵花；花序轴无毛或有时被疏毛；花苞片长圆状倒卵形，长5-7毫米，中部宽约4毫米，在花序基部的2-3枚长可达1厘米，背面近基部处稍被毛；花梗长约5毫米，近无毛；子房倒卵形，长约5毫米，疏被乳突状短柔毛；花在属中为较大者，黄绿色或淡绿色；中萼片近卵形或狭椭圆形，长约5毫米，中部宽2-3毫米，具1脉，背面近无毛；侧萼片与中萼片相似，但略宽；花瓣线形，长约4.5毫米，宽约1毫米，向先端略变宽，亦具1脉，无毛；唇瓣倒卵形，长8.5-12毫米，上部宽6-9毫米，基部宽约4毫米，上面具细小的乳头状突起，先端2深裂；裂片宽长圆形至近方形，长2-2.5毫米，宽2-3.5毫米，先端稍波状或具细圆齿，边缘有细缘毛；蕊柱长约4毫米，向前倾斜；花药俯倾，长约0.7毫米；柱头凹陷，近半圆形，周围边缘略伸出；蕊喙大，近方形或宽长圆状卵形，长约0.7毫米。花期7-8月。