Das Grossblütige Sonnenröschen gehört zu den Zistrosengewächsen, einer Pflanzenfamilie, die vorwiegend im Mittelmeerraum vertreten ist. Die Pflanze besiedelt in den Alpen sonnen-exponierte Rasen auf steinigen Böden und wächst oft zusammen mit Alpen-Wundklee, Alpen-Aster und Berg-Esparsette. Die kleinen, gelben Blüten des Sonnenröschens besitzen die charakteristisch knittrigen Blütenblätter der Zistrosen. Wie viele verwandte Arten am Mittelmeer ist das Sonnenröschen verholzt, allerdings nur an der Stammbasis und wird deshalb als Halbstrauch bezeichnet.