Chaber wielkogłówkowy ma sztywne, grube i proste łodygi osiągające wysokość 100-150 cm. Liście odziomkowe (rosnące bezpośrednio przy gruncie) lancetowate, o nieco ząbkowanym brzegu, duże, szorstkie, matowozielone. Liście łodygowe znacznie węższe i mniejsze. Złoto-żółte koszyczki kwiatowe (7-9 cm średnicy) pojawiają się na szczytach łodyg między lipcem a sierpniem. Kwiaty chętnie odwiedzane są przez pszczoły i motyle. Roślina najciekawiej prezentuje się w dużych skupiskach. Nadaje się na rabaty raczej większych ogrodów, wyśmienicie sprawdza się w ogrodach naturalistycznych. Kwiatostany nadają się do cięcia. Bylina lubi gleby suche, piaszczysto-gliniaste, zawierające wapń, na stanowiskach suchych i słonecznych.