乌桕大蚕蛾有着非常典型的蛾类特征，比如触角都是羽毛状，并且腹部显得极为肥硕，翅膀相较蝴蝶更加宽厚，尤其是雌性蛾子最为庞大，体长可达20厘米左右。乌桕大蚕蛾最为独特的就是翅膀上长有两个突出的形状，加上两个突出部分还长有眼睛状的斑纹，所以也被称为蛇头蛾，能够震慑到天敌鸟类，保护自己。

乌桕大蚕蛾和眉纹天蚕蛾一样，成年后口器就会逐渐退化，这使得它们的寿命并不会很长，因为这段时间它们几乎是无法进食的，只能依靠着身体内的脂肪来维持基本的生命活动，所以大多乌桕大蚕蛾都会在成年一周后死亡，一般来说雌性会比雄性的脂肪更多，所以活得也会更久一些。