Осока крупноголовая — многолетнее травянистое сизо-зеленое растение высотой 15—30 см. Корневище ползучее, одетое отмершими листьями. Стебли утолщенные, остро-трехгранные. Листья жестковатые, с двумя резко выступающими жилками, желтовато-зеленые, кожистые, длиннее стебля. Пестичные соцветия крупные, плотные, шишкообразные, 5—10 см длиной, 3—4 см шириной, с сильно растопыренными зрелыми мешочками.
Распространена в Приморье, на востоке Приамурья, на Камчатке, Сахалине и Курильских островах, а также в Китае. Как заносное растение распространилась в Северной Америке. Растет на приморских песках умеренной зоны. Широко культивируется как декоративное растение.
Плоды съедобны. В Китае их рекомендуют при отсутствии аппетита, истощении, тошноте, в качестве общеукрепляющего средства, в российской народной медицине практически не применяется.