Lípa velkolistá je listnatý, až 30 metrů vysoký strom. Světle šedá kůra stromu je v mládí hladká, později ztmavne a podélně popraská. Listy jsou střídavé, řapíkaté, nesouměrně srdčitě okrouhlé a pilovité. Listy jsou na svrchní straně krabaté, na spodní straně jsou kratičce pýřité a v úžlabí žilek mají bělavé chomáčky chloupků. V úžlabí listů vyrůstají dlouze stopkatá květenství s velkým, blanitým listenem a 3 až 9 květy. Plod je kulovitá nažka. Kvete od června do července.