大花黄牡丹为毛莨科芍药落叶灌木。叶为2回3出复叶,带有美丽的青铜色。花(2)3~4朵生枝顶或叶腋,花瓣、花丝与花药均为黄色;开花期在5月份,结果期约在8~9月份。
喜光,喜温暖,不耐瘠薄,畏炎热。西藏特有植物。仅产于米林、林芝(目前尚不能确定产于察隅、波密、隆子的类群是否为该种),生于海拔约2900~3200m的雅鲁藏布江河谷及山坡林缘。它以植株高大、花朵硕大而显露、心皮数较少区别于滇牡丹P.delavayi,是极珍贵的牡丹观赏、育种材料。西藏林芝还产红蕊黄牡丹P.delavayi
f.superba,与本种区别为植株矮小、花丝红色、心皮(3~5),不如大花黄牡丹常见。