จำปาขอมดอกใหญ่เป็นไม้ต้น สูง ๕-๑๐ ม. เส้นผ่านศูนย์กลาง ๑๕-๒๐ ซม. เปลือกสีน้ำตาลปนดำมีกลิ่นฉุนเฉพาะ มีปุ่มปมของโคนช่อดอกและผลนูนเด่นตามลำต้น แตกกิ่งในระดับสูง กิ่งตั้งฉากกับลำต้น กิ่งอ่อนมีขนสั้นนุ่มสีทอง
ใบเดี่ยว เรียงสลับระนาบเดียว รูปใบหอกแกมรูปขอบขนาน กว้าง ๔-๗ ซม. ยาว ๙-๒๐ ซม. ปลายแหลม โคนมน ขอบเรียบ แผ่นใบบางและเหนียว สีเขียวเข้มเป็นมัน เส้นแขนงใบข้างละ ๘-๑๐ เส้น เป็นร่องตื้นทางด้านบน และเป็นสันนูนทางด้านล่าง ปลายเส้นเชื่อมกันใกล้ขอบใบ เส้นใบย่อยแบบร่างแห เห็นชัดทางด้านล่าง ก้านใบยาว ๓-๗ มม.
ช่อดอกแบบช่อกระจุก ออกตามลำต้น มีดอกจำนวนมาก ก้านดอกเรียว ยาว ๒-๔ ซม. มีใบประดับขนาดเล็กที่โคนก้านดอก กลีบเลี้ยง ๓ กลีบ รูปสามเหลี่ยม กว้างประมาณ ๓ มม. ยาว ๖-๗ มม. เชื่อมกันเล็กน้อยที่โคนกลีบ กลีบดอกสีเหลืองอมส้มหรือสีน้ำตาลแดง มี ๖ กลีบ เรียงเป็น ๒ ชั้น ชั้นละ ๓ กลีบลักษณะคล้ายกัน รูปใบหอกจนถึงรูปแถบ กว้าง ๔-๗ มม. ยาว ๕-๘ ซม. กลีบชั้นในยาวกว่าชั้นนอกเล็กน้อยกลีบบางและกางลู่ห้อยลงเมื่อบาน เกสรเพศผู้จำนวนมาก ยาว ๑-๒ มม. รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มีจำนวนมากแยกจากกันเป็นอิสระ แต่ละรังไข่ยาว ๑-๒ มม. มี ๑ ช่อง มีออวุล ๒ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียสั้นมาก ยอดเกสรเพศเมียรูปคล้ายกระบอง
ผลแบบผลกลุ่ม ก้านช่อผลยาว ๒-๔ ซม. ผลย่อยแบบผลมีเนื้อหนึ่งถึงหลายเมล็ด มี ๘-๑๒ ผล ก้านผลย่อยยาว ๑-๑.๕ ซม. ผลย่อยรูปทรงรี กว้าง ๑.๕-๒ ซม. ยาว ๒-๓ ซม. เปลือกหนา สีชมพู สุกสีแดงแล้ว
จำปาขอมดอกใหญ่มีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคใต้ตอนล่าง พบขึ้นตามป่าดิบชื้นที่สูงจากระดับทะเล ๑๐๐-๕๐๐ ม. ออกดอกเดือนกุมภาพันธ์ถึงพฤษภาคม เป็นผลเดือนตุลาคมถึงธันวาคม ในต่างประเทศพบที่มาเลเซียและอินโดนีเซีย
จำปาขอมดอกใหญ่ต่างจากจำปาขอมตรงที่มีดอกจำนวนมาก ดอกยาวและใหญ่ สีน้ำตาลแดงออกดอกเฉพาะตามลำต้น และมีผลยาวกว่า.