大花葱多年生草本，花葶从鳞茎基部长出，露出地面的部分被叶鞘或裸露；叶片丛生，灰绿色，长披针形，全缘，长60厘米，宽12厘米，7-12片，3-4轮排列。开花鳞茎重30克左右，直径约3厘米，生长须根80-90条。花、果实及种子密集的伞形花序呈头状，着生于花尊顶端，花覃自叶丛中抽出，高达12.5厘米；花序由2000-3000朵星状开展的小花组成，花序硕大如头，直径可达18厘米，故名。其花色紫红，色彩艳丽，小花紫红色，具长柄，花瓣6枚，呈两轮排列。结茹果，种子圆形，黑色，千粒重4.18克。单个花序在自然授粉条件下可产生80多粒成熟种子。花期春、夏季。