Isotuomipihlajaa ei tunneta luontaisena vaan ainoastaan viljeltynä ja karkulaisena Pohjois-Euroopasta. Sen on arveltu olevan pohjoisamerikkalaisen Amelanchier stolonifera -lajin muoto tai risteymä, ja aikaisemmin siitä on käytetty nimeä Amelanchier botryapium. Isotuomipihlajan kasvutapa on hyvin omintakeinen: pystyjä, pitkiä rankoja tiiviinä rykelminä. Koska maarönsyt eivät ole kovin pitkiä, ei vesoista leviäminen ole holtitonta. Sen sijaan linnut syövät marjoja innokkaasti ja ovat levittäneet isotuomipihlajaa mm. harjumetsien rinteille tai metsänreunoihin ympäristöviranomaisten riesaksi asti.
Lehdet ovat tulitikkulaatikon mittaisia, hienohampaisia, lyhytkärkisiä ja puhjetessaan karvaisia. Valkoiset kukat ovat pystyssä tertuissa, ja kukkiessaan pensas on kuin kermavaahdolla pirskotettu. Marjat kypsyvät punertavan kautta sinimustiksi. Ne ovat syötäviä joskaan eivät yhtä maukkaita kuin marja- tai sirotuomipihlajalla.
Isotuomipihlaja on Suomessa eniten istutettu tuomipihlajalaji. Mustilassa se on kuitenkin melko harvinainen.
