雌蜂体色以黑色为主，体表覆盖黄褐色毛，头部宽大于长，颅顶后缘凹陷，唇基点刻呈纵向排列，中胸背板点刻密集。腹部较长，末端具花粉篮和腹毛刷等采粉结构[2] 。雄蜂体型较小，腹部1-6节背板后缘具明显黄色宽毛带，唇基及颜面被浓密长毛。两性翅均呈浅褐色，喙长约2毫米，舌部分叉。
大分舌蜂年发生1代，成虫于11月中旬出巢活动，雄蜂较雌蜂早羽化5天。雌蜂寿命约45天，雄蜂约25天。其巢穴多建于杉树林斜坡红壤中，巢道深度40 120厘米，虫室内壁覆有唾液腺分泌物形成的防水膜。雌蜂在单虫室贮存蜂粮并产卵1粒（偶见2粒），蜂粮量为雄蜂虫室的1.5-2倍[1] [2] 。
筑巢行为具有性别预决性，成虫通过巢室空间规划提前确定后代性别[1] 。幼虫期约35天后进入长达230天的滞育期，次年10月中旬化蛹，蛹期35天。种群雌雄性比约为3:1，交配行为持续约50秒[2] 。
该蜂是油茶核心传粉昆虫，其访花速率与油茶花期高度契合。研究表明，其授粉可使油茶结实率提升约30%（1972-1973年数据）。雄蜂仅吸食花蜜无传粉功能，雌蜂通过腹毛刷携带花粉实现有效授粉。其寡食性特征使其蜂粮成分专一依赖山茶属植物[2] 。
属分舌蜂科分舌蜂属，与近缘种*Colletes halophilus*相比，性别二态性特征更显著。分类学框架遵循Kuhlmann（1999-2009）的修订体系[1] ，形态鉴别特征包括颅顶凹陷深度、翅色及腹部毛带分布。