ขี้อ้นใหญ่เป็นไม้พุ่ม สูงประมาณ ๑ ม. ลำต้นตั้งตรง กิ่งกลม ผิวเรียบ เปลือกโคนกิ่งเป็นลายตาข่าย มีขนรูปดาวหนาแน่น
ใบเดี่ยว เรียงเวียน รูปไข่ ใบที่อยู่ใกล้โคนต้นส่วนมากเป็นแฉกตื้น ๓ แฉก โคนมน หรือเว้าเป็นรูปหัวใจตื้น ๆ ขอบจักฟันเลื่อย แผ่นใบค่อนข้างหนา ผิวด้านบนค่อนข้างสาก มีขนแข็งสั้นรูปดาวกระจัดกระจายทั้งแผ่นใบ ด้านล่างมีขนรูปดาวหนาแน่น และยาวกว่าด้านบน เส้นโคนใบ ๓-๕ เส้น โคนเส้นกลางใบมีต่อมรูปยาวรี ๑ ต่อม เส้นใบย่อยด้านล่างเห็นชัดกว่าด้านบน ก้านใบยาว ๐.๓-๔ ซม. มีขนหนาแน่นรูปดาว ใบที่อยู่ตามปลายกิ่งมีก้านใบสั้น ใบที่อยู่ค่อนไปทางโคนกิ่งหรือโคนต้นมีก้านใบยาว ใบจะค่อย ๆ เล็กลงสู่ปลายกิ่ง ในที่สุดมีขนาดกว้างประมาณ ๒ มม. ยาวประมาณ ๗ มม. และต่อมที่โคนใบยังคงอยู่
ดอกเดี่ยว ออกตามง่ามใบใกล้ปลายกิ่ง และจะออกถี่ที่ปลายกิ่งจนเป็นกระจุก สีชมพู ก้านดอกยาว ๒-๕ มม. ริ้วประดับยาวประมาณ ๘ มม. เชื่อมติดเป็นรูปถ้วย ปลายแยกเป็นแฉกแหลม ๕ แฉก กลีบเลี้ยงเชื่อมติดเป็นรูปถ้วย ปลายแยกเป็นแฉกรูปไข่ ปลายแหลม ๕ แฉก ขอบแฉกมีขนครุย เรียงสลับกับแฉกริ้วประดับ ยาวเท่ากับริ้วประดับ กลีบดอกมี ๕ กลีบ รูปไข่กลับ ยาว ๒.๕-๓.๕ ซม. ด้านนอกมีขนรูปดาวประปราย ด้านในเกลี้ยง เกสรเพศผู้จำนวนมาก ก้านชูอับเรณูเชื่อมติดเป็นหลอดเล็ก ยาว ๒-๓ ซม. อับเรณูมีก้านสั้นติดทั่วหลอด รังไข่อยู่เหนือวงกลีบ มี ๕ ช่อง แต่ละช่องมีออวุล ๑ เม็ด ก้านยอดเกสรเพศเมียอยู่ภายในหลอดเกสรเพศผู้ ส่วนปลายแยกเป็น ๑๐ แขนง ยาวพ้นหลอด ตามแขนงมีปุ่มเล็ก ๆ ทั่วไป ยอดเกสรเพศเมียเป็นรูปจาน มีขน ผลแบบผลแห้งแยก ค่อนข้างกลม เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ ๘ มม. มี ๕ ช่อง เมื่อแก่แยกเป็น ๕ เสี่ยง แต่ละเสี่ยงรูปไข่กลับแกมรูปสามเหลี่ยม ยาวประมาณ ๔ มม. มีลายขนนก ไม่แตก มีเมล็ด ๑ เมล็ด สีน้ำตาล ค่อนข้างดำ ผิวเรียบและเกลี้ยง
ขี้อ้นใหญ่มีเขตการกระจายพันธุ์ในประเทศไทยทางภาคเหนือ ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ ภาคตะวันออก และภาคตะวันตกเฉียงใต้ ขึ้นตามป่าผลัดใบที่ค่อนข้างแล้ง ตามป่าดิบเขาและที่โล่งแจ้ง ที่สูงจากระดับน้ำทะเล ๓๐๐-๑,๓๐๐ ม. ออกดอกเดือนกันยายน-พฤศจิกายน เป็นผลเดือนตุลาคม-ธันวาคม ในต่างประเทศพบที่จีน อินเดีย และภูมิภาคอินโดจีน.