Espèce d’étoile de mer qui vit sur les fonds sableux où elles vivent souvent enterrées à faible profondeur dans le sédiment ; leurs rangées d’épines les font appeler « étoiles-peignes ».
La distribution de la grande étoile-peigne couvre la mer du Nord, la Manche, une grande partie de l’océan Atlantique est, des côtes françaises jusqu’à celles du Sierra-Leone environ, ainsi que la mer Méditerranée. L’espèce se rencontre sur des fonds sableux, rarement sur des herbiers constitués de posidonies et de zostères. Son habitat s’étend de 2 m sous la surface jusqu’à une centaine de mètres de profondeur.

Avec une envergure pouvant atteindre 60 cm, il s’agit d’une des plus grandes étoiles-peignes. L’étoile possède le plus souvent 5 bras ; un bras coupé peut se régénérer. La façade dorsale est renflée et accueille une unique plaque madréporique de l’étoile. Cette plaque est excentrée. De très nombreux paxilles, des petites structures squelettiques, rouge orangé sont visibles sur la façade dorsale des bras. Les bras présentent également des plaques brunes organisées en rangée. Ces plaques arborent deux ou trois rangées de petites épines. D’autres plaques sont présentes sur le bord inférieur des bras ; les épines situées sur ces plaques portent une rangée d’épines dures et pointues de grande taille : elles mesurent jusqu’à 2 cm. C’est cette rangée d’épines évoquant un peigne qui donne son nom vernaculaire à Astropecten aranciacus. Les plaques portent de petits piquants supplémentaires (entre 2 et 5). La face ventrale est jaunâtre et présente des pieds ambulacraires, les organes du déplacement, ne possédant pas de ventouse.