De grootoogtonijn trevally is een van de grotere leden van Caranx, groeit tot een maximale geregistreerde grootte van 120 cm lang en 18,0 kg in gewicht. Het is vergelijkbaar met de meeste andere vijzels doordat het een gecomprimeerd, langwerpig lichaam heeft, waarbij het dorsale profiel iets convexer is dan het ventrale profiel, vooral anterieur. De snuit is iets spits en is groter in lengte dan de oogdiameter. De rugvin is in twee verschillende secties; de eerste bestaande uit 8 ruggengraat en de tweede uit 1 ruggengraat en 19 tot 22 zachte stralen. De aarsvin bestaat uit 2 anterieur vrijstaande stekels gevolgd door 1 ruggengraat en 14 tot 17 zachte stralen. De buikvinnen bestaan uit 1 ruggengraat en 17 tot 18 zachte stralen, terwijl de staartvin sterk gevorkt is en de borstvin sikkelvormig. De laterale lijn van de soort is anterieur matig gebogen, met 49 tot 50 schubben in dit gedeelte, terwijl het rechte gedeelte 0 tot 3 schalen en 27 tot 36 sterke schubben bevat. De borst is volledig bedekt met schubben. De soort heeft goed ontwikkelde vetachtige oogleden, terwijl het gebit bestaat uit een buitenste rij ver uit elkaar geplaatste hoektanden en een binnenband van villiforme tanden in de bovenkaak, met een rij ver uit elkaar geplaatste kegelvormige tanden op de onderkaak. De grootoogtonijn heeft 21 tot 25 kieuwenmakers en 25 wervels. De grootoogtonijn vertoont trevally een kleurverandering naarmate hij ouder wordt, waardoor zowel de algehele kleur als de lichaamspatronen veranderen. Jonge exemplaren zijn zilvergeel tot zilverbruin van kleur en bezitten vijf tot zes donkere verticale banden aan hun zijkanten, waaruit de soortnaam sexfasciatus is ontstaan. Naarmate ze ouder worden, vervagen de banden en worden ze onduidelijk en verandert de algehele kleur naar een zilverachtig blauw boven en witachtig onder. Bij volwassenen zijn de balken volledig afwezig en is de dorsale kleur zilverachtig olijfgroen tot blauwgroen, vervagend tot zilverwit onderaan. Bij jonge exemplaren zijn de vinnen bleekgrijs tot geel met donkere randen, en worden ze over het algemeen donkerder op volwassen leeftijd, met de anale en staartvin geel tot zwart en de tweede rugvin olijf tot zwart. De punt van de tweede rugvin heeft een kenmerkende witte punt. De grootoogtonijn heeft ook een kleine donkere operculaire vlek op de bovenrand.