国内の分布は特異的で、本州は岡山県、四国は愛媛県の宇和島、九州は奄美諸島、そして沖縄の西表島にしか自生していません。ただし、本州と四国の個体は栽培個体から広がったとも見られています。樹高は４〜６ｍほどで条件が良いと１０ｍの高木になる個体もあるようです。暗褐色の樹皮で老木になると不規則に剥がれてきます。^[1][2]
 芽や若い葉は赤く、落葉するときも赤く色づきます。常緑樹ですので、濃い緑の中に赤い色の葉があちらこちらに見える状態になります。葉は同属のカナメモチよりも大きく長さ１０〜２０ｃｍの細い楕円形で先端が尖り、厚く光沢があります。５〜６月に１ｃｍ弱の小さい白い花がまとまって咲き、離れていてもそれとわかるクリの花のような青臭い臭いがします。果実は大きさ６ｍｍ程度の楕円形で１０〜１１月に赤くなります。
 和名に「モチ」と付きますがモチノキ科ではありません。近年、宅地の垣根に植えられ、鮮やかで真っ赤な葉が目立つ栽培種のベニカナメモチ（レッド・ロビン）は、このオオカナメモチと同属のカナメモチの交雑種です。