חלמית גדולה היא צמח עשבוני מסועף ממשפחת החלמיתיים, העשוי לפתח נוף רחב וצפוף. הגבעולים שעירים במידה משתנה, והעלים נישאים על פטוטרות ארוכות.

העלים גדולים, פשוטים וכמעט עגולים, ומחולקים לאונות רחבות ורדודות הערוכות ככף יד. שפת האונות משוננת. העלים והגבעולים מכילים ריר צמחי אופייני למשפחה, הניכר במיוחד כאשר מבשלים או מועכים אותם.

הפרחים גדולים ובולטים ונישאים בקבוצות מחיקי העלים. חמשת עלי הכותרת ורודים עד ארגמניים ומעוטרים בעורקים כהים. אורכם גדול פי שלושה עד ארבעה מעלי הגביע, תכונה המסייעת להבדיל את המין מחלמיות אחרות.

לאחר הפריחה מתפתח פרי עגול ושטוח המתפרק ליחידות רבות המסודרות סביב המרכז כפרוסות של עוגה.

חלמית גדולה משגשגת במיוחד בקרקעות עשירות בחנקן ובבתי גידול המושפעים מפעילות האדם, ובהם מעזבות, גינות, מרבצי בעלי חיים ושולי יישובים.