Beim Riesenbärenklau handelt es sich um eine kräftige Staude mit einer Höhe bis zu 4 (5) m. Der Stängel ist hohl, gefurcht, im unteren Teil gefleckt und am Grund bis zu 10 cm dick. Die tief 3- oder 5-fiederteiligen Blätter können bis zu 1 (2) Meter groß werden. Die weißen Blüten sind zu Doppeldolden bis zu 50 cm Durchmesser zusammengefasst und von Juni bis August zu sehen. Die bis zu 50.000 Früchte pro Pflanze besitzen eine flache, ovale Form und sind 10-14 mm lang. Bei Reife gut zu erkennen sind die einseitig verdickten Ölstriemen auf den Früchten.
Der Riesenbärenklau besiedelt frische bis nasse Hochstaudenfluren, Ufer von Fließ- und Stillgewässern, Waldränder, Waldlichtungen, Straßenränder sowie Grünlandbrachen. Er ist relativ kurzlebig und stirbt nach Bildung des Blütenstandes, in der Regel im zweiten Jahr nach der Keimung, vollständig ab. Die Lebenszeit dieser Art kann sich unter Umständen um einige Jahre verlängern, wenn die Pflanze vor der Blütezeit abgeschnitten wird oder an einem ungünstigen Standort heranwächst. Der Riesenbärenklau ist nicht auf die Bestäubung von Insekten angewiesen, eine Selbstbestäubung unter ungünstigen Bedingungen ist möglich. Ausbreitung und Vermehrung erfolgen ausschließlich durch Samen, die bis zu 15 Jahre keimfähig bleiben und auch einige Tage schwimmfähig sind. In 1 m² Boden können sich bis zu 12.000 Samen befinden. Seine Bekämpfung wird durch diese enorm hohe Samenproduktion sowie durch die gute Regenerationsfähigkeit erschwert.