ตาเหินภูหลวงเป็นไม้ล้มลุกหลายปี อาจพบอิงอาศัยหรือขึ้นบนหิน มักพบแตกกอห่าง มีลำต้นใต้ดินเป็นเหง้าขนาดค่อนข้างใหญ่ อวบหนาและฉ่ำน้ำ มีกลิ่นหอมอ่อน ลำต้นเทียมเกิดจากกาบใบเรียงสลับโอบซ้อนกันแน่นชูเหนือดินหรือเหง้า สูง ๑-๑.๖ ม.
ใบเดี่ยว เรียงสลับระนาบเดียว มี ๗-๑๐ ใบ รูปใบหอกแกมรูปขอบขนาน กว้าง ๑๐-๑๔ ซม. ยาว ๔๐-๕๐ ซม. ปลายแหลมถึงเรียวแหลม โคนรูปลิ่มหรือสอบเรียว ขอบเรียบ แผ่นใบหนาคล้ายแผ่นหนัง ค่อนข้างเกลี้ยง เส้นแขนงใบจำนวนมาก เรียงขนานกัน เห็นไม่ชัด ก้านใบเห็นไม่ชัด ลิ้นใบสีเขียวถึงสีแดง เป็นเยื่อค่อนข้างบางและโปร่งแสง กาบใบสีเขียว ค่อนข้างหนาและอวบน้ำ มี ๑-๒ กาบที่อยู่ใกล้โคนลำต้นเทียมไม่มีแผ่นใบ กาบที่อยู่เหนือขึ้นไปยาวได้ถึง ๑.๖ ม. เรียงสลับโอบซ้อนกันแน่น
ช่อดอกแบบช่อเชิงลด ออกที่ปลายลำต้นเทียม ตั้งขึ้น รูปทรงกระบอกแคบ ยาว ๑๐-๒๐ ซม. ก้านช่อดอกรูปทรงกระบอก ยาว ๕-๑๐ ซม. เกลี้ยง ใบประดับที่โคนก้านช่อหนาคล้ายแผ่นหนัง รูปคล้ายใบ ถัดขึ้นไปมีใบประดับจำนวนมากกระจายอยู่ห่าง ๆ สีเขียว รูปขอบขนาน กว้าง ๐.๙-๑ ซม. ยาว ๓-๓.๒ ซม. ม้วนเป็นหลอด ปลายแหลม มีขนสั้นกระจายห่าง
ผลแบบผลแห้งแตก รูปกระสวยถึงทรงรูปไข่กว้าง กว้าง ๑.๒-๑.๕ ซม. ยาว ๑.๒-๑.๖ ซม. สีเขียวอมเหลือง มีใบประดับ ใบประดับย่อย และกลีบเลี้ยงขยายใหญ่ ติดทน เมล็ดรูปกระสวยหรือรูปทรงค่อนข้างกลม กว้างประมาณ ๓ มม. ยาว ๔-๕ มม. มีจำนวนมาก มีเยื่อหุ้มเมล็ดสีส้มอมแดง
ตาเหินภูหลวงเป็นพรรณไม้ถิ่นเดียวและพืชหายากของไทย มีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคตะวันออกเฉียงเหนือ อาจพบอิงอาศัยหรือขึ้นบนหินในป่าดิบเขา ที่สูงจากระดับทะเลปานกลาง ๑,๒๐๐-๑,๕๐๐ ม. ออกดอกเดือนมิถุนายนถึงสิงหาคม เป็นผลเดือนกันยายนถึงพฤศจิกายน.