Storlommen är något större än en gräsand men betydlig mer långsmal. Kroppslängden är 65-74 centimeter och vingspannet 105-125 centimeter. Könen är lika. Den har en dolkformad näbb som oftast hålls horisontell när man ser fågeln simma. Huvudets övergång till halsen är i det närmaste omärklig. I sommardräkt har den askgrått huvud och hals. Strupen och framhalsen är violettglänsande svarta. Halsens, krävans och bröstets sidor har svarta och vita längdstreck. Kroppen är rent svart på ovansidan med två avlånga fält på vardera sidan, bildade av fyrkantiga vita fläckar. De undre delarna är vita och ving och stjärtpennorna är svarta.
I vinterdräkt är den ljusgrå på ovansidan av huvudet och baksidan av halsen, jämnt brunaktigt svartgrå på kroppens översida och vit på haka, strupe, bröst och undersida.
I flykten sticker fötterna ut långt vilket gör att vingarna ser ut att sitta på mitten av kroppen till skillnad från smålommen. Den håller också oftast huvudet stilla och ger inte lika kutryggigt intryck som smålommen.
Jämfört med andra sjöfåglar ligger storlommen ganska lågt i vattnet, särskilt om den känner sig störd eller orolig.
Storlom häckar i Skottland, Skandinavien, Baltikum, österut genom Sibirien i Vitryssland, Ryssland, Kazakstan, Mongoliet och i Alaska. Storlommen är en flyttfågel som häckar i klara fiskrika sjöar i inlandet eller i havsvikar och flyttar om vintern till marina områden.
Vissa menar att populationen som häckar i nordöstra Sibirien, öster om floden Lena och som har sina vinterkvarter kring kusterna i Sydostasien ska kategoriseras som underarten G. a. viridigularis.
Storlom häckar över hela Sverige förutom på Öland, Gotland och i Skåne. Historiskt sett är exempelvis sjön Båven i Sörmland en av de mest storlomstäta sjöarna i Sverige med omkring 50 till 60 par.
Den lägger sitt bo direkt på marken, ofta på en tuva i strandkanten eller en liten bit upp på land. Den lägger i snitt 1 till 3 ägg som är långsträckt ovalt formade. Färgen är ofta olivgrön till ljusbrun med jämnt fördelade svarta fläckar. Oftast kläcks bara ett av äggen som paret har ruvat tillsammans mellan 28 till 30 dygn. Paret tar tillsammans hand om ungarna som är flygfärdiga efter cirka 60 till 65 dygn. Dock är ungarna direkt efter kläckning bra simmare och dyker obehindrat.
Storlommen är Gästriklands landskapsfågel.