Den store stormsvale finder sit redehul om natten med en fænomenal lugtesans — næseborene sidder som ydre rør på næbbets overside og bruges også til at finde føde over de åbne oceaner.
Stormsvalerne hører til stormfuglene, der alle lever størstedelen af deres liv på de åbne oceaner og kun kommer til land, når de skal yngle. Stormsvalerne er med deres ringe størrelse de mindste stormfugle og hører til de mindste havfugle overhovedet. Den store stormsvale er kun på størrelse med en stær. Den kendes fra den lille stormsvale, der også optræder regelmæssigt herhjemme, men dog i mindre tal end stor stormsvale, på at være lidt større og lysere end denne. Således har vingernes overside et tydeligt kontrasterende lysere felt. Det hvide felt på overgumpen er ret smalt og V-formet i modsætning til den lille stormsvales brede, hvide bånd, og halen er kløftet, hvad der ikke ses så tydeligt i felten. Som de øvrige stormfugle har stor stormsvale et ydre næsebor på næbbets overside, der giver den en fin lugtesans, som den udnytter i fødesøgningen, og når den skal finde sit redehul om natten.
Den store stormsvale er vidt udbredt om end med meget spredte forekomster på klippeøer i det nordlige Atlanterhav og Stillehav. De største forekomster er i Alaska og det nordvestlige Canada samt på Kurilerne syd for Kamtjatka. I Europa er de største bestande på Sydisland og det nordlige Skotland mens der er mindre bestande på Færøerne langs den norske vestkyst og i Irland. Den yngler i kolonier i gange i jorden i små klippehuler og mellem sten. I august-september trækker de europæiske fugle sydpå for at opholde sig langt til havs i Atlanterhavet. Under trækket observeres hvert år et antal fugle ved de danske kyster primært langs den jyske vestkyst i forbindelse med kraftige vestenstorme. Den bedste lokalitet for arten er Blåvands Huk hvor der er observeret op til 240 store stormsvaler på én dag. Stor stormsvale ses også hvert år i de indre farvande specielt langs Sjællands nordkyst. I august 2022 lykkedes det for første gang at fange en stor stormsvale til ringmærkning i Skagen.
Den store stormsvale lever af mindre fisk, krebsdyr og blæksprutter, der fanges i havoverfladen, ofte mens fuglen flyver, samtidig med at den nærmest løber på vandet. Den kan også tage fiskeriaffald eller følge større havpattedyr og indtage deres føderester og ekskrementer.
Bestanden af stor stormsvale i Europa regnes for at være i kraftig tilbagegang, men da arten er meget svær at optælle, er status noget usikker.