屬於中型蛙類，雌雄體長皆約6~7公分，頭大扁平，長寬相等，頭長約為體長之一半，故稱為大頭蛙。眼睛瞳孔菱形紅色，下頷有兩個齒狀突起，四肢短壯且身體肥胖，頭粗大，在肩部中間部份往往下凹，為此蛙之獨有特徵。背部顏色赤褐色、暗赤褐色或黃褐色，腹部呈黃白色。皮膚密佈顆粒狀或短棒狀突起。前肢粗短指細短無蹼，後肢短而粗壯，指間全蹼。
水棲性，喜愛在山區而水淺的溪溝或小水域活動，將身體半潛伏在水中，僅頭部露出水面。在台灣原產的赤蛙類中，只有此種的雄性個體大於雌性個體，而且雄的具有明顯的犬齒用來攻擊對手。生殖季主要在夏季，但冬天偶而可以看到牠在水中活動。
廣泛分佈在全島1,000公尺以下之山區，但北部較容易見到。