Stor gyvelkvæler er den største og kraftigste af gyvelkvælerarterne. Den har rustfarvede blomster på 15-27 mm. med lyse kirtelhår. Blomstens støtteblad er mindst ligeså langt som blomstens længde og 3-5 mm bredt. Blomsten har et iøjnefaldende stort citrongult støvfang, der ses tydeligt under blomstringen. Dens stængel er brunlig til rødlig, kraftig og kirtelhåret med skælformede blade. Når planten er afblomstret, fremstår den vissen og brunlig og ligner lidt en vissen, lodret pind. Den kan blive 30-60 cm høj.