De Grote Muggenorchis is een lage tot middelhoge plant. De bloeitijd ligt in de eerste helft van de zomer, omstreeks midden juni. De soort komt massaal voor op de Kunderberg bij Heerlen. De Grote muggenorchis legt dan een soort roze waas over het terrein als ze met tienduizenden exemplaren (aantalsschatting in begin jaren 1970) op de kalkhelling bloeit. Dit is tevens de grootste populatie van Zuid-Limburg. De Wever, een beroemd botanicus die in de eerste helft van de twintigste eeuw in Zuid-Limburg onderzoek deed, meldde in 1931 slechts één exemplaar van de Kunderberg, in 1941 melde dezelfde De Wever dat de populatie inmiddels was gegroeid tot enkele honderden planten. In 1989 werd wederom een poging gedaan om het totaal aantal bloeiende planten te tellen, dit bleek om 21.500 planten te gaan.
Vegetatief lijkt ze in eerste instantie op de Handekenskruiden (Dactylorhiza sp.). De knollen zijn ook vingervormig gedeeld, net als die van de Handekenskruiden. De bladeren zijn echter lijn-lancetvormig en gootvormig tot gekield. Ze zijn vrij donker groen en staan dikwijls in twee rijen. De planten zijn vrij hoog en slank. De veelbloemige aar is min of meer cilindervormig en vrij dicht. De schutbladen zijn ongeveer even lang als het vruchtbeginsel. De tamelijk klein bloemen zijn egaal rozerood tot lilaroze en alleen lichter aan de voet van de lip. Ze verspreiden een sterke, gekruid-zoete geur. De omhoogwijzende sepaal en de petalen vormen een helm; de smalle aan de rand iets naar achter gekromde sepalen staan wijd uitgespreid, vaak iets schuin omlaag. De lip is ongeveer even lang als breed en heeft drie afgeronde lobben. Aan de basis draagt ze een dunne, omlaag gekromde spoor, die tot tweemaal zo lang als het vruchtbeginsel is. De twee stuifmeelklompjes hebben elk een hechtschijfje. Een beursje ontbreekt. De belangrijkste bestuivers vormen de Bloedvlekvlinders (Zygaenidae), de Sint-Jansvlinder (Zygaena filipendulae) wordt daarbij als één van de voornaamste genoemd.
Grote muggenorchis komt voor in de gematigde en koudere streken van Eurazië. Ze is de meest verspreide van de tien soorten uit het geslacht. Hiervan zijn acht soorten tot Azië beperkt en één tot Europa. In grote delen van Europa behoort Grote muggenorchis tot de relatief gewone orchideeën. In Nederland is ze vanoudst zeldzaam. De groeiplaatsen zijn beperkt tot Zuid-Limburg en de Waddeneilanden. De plant is dus ook wettelijk beschermd.
Ze is bij ons één van de weinige orchideeën die zich in het eigenlijke kalkgrasland optimaal thuisvoelt, de meeste andere soorten groeien in de overgangen van kalkgrasland naar struweel, kalkarmer schraalland of licht bemest grasland.