Aikuisilla on lyhyet tummat jalat ja melko tukeva, lyhyehkö tumma nokka. Vartalon höyhenpeite on harmaankirjava, kasvot, kurkku ja rinta kanelinruskeat tai kuparinpunaiset ja alaperä vaalea. Talviasussa höyhenpeite on tasaisemman harmaa ja alapuoli on lähes valkea. Nuorella linnulla on rinnassa ja kupeilla kellertävä sävy. Pituus 24–26 cm, siipien kärkiväli 50 cm, paino 80–200 g. Kooltaan siis tavallista suosirriä suurempi. Lentoääni on vaimea ’uet,uet’.
Vanhin suomalainen muuttomatkalla rengastettu isosirri on ollut 7 vuotta 11 kuukautta 15 päivää vanha. Euroopan vanhin on ollut brittiläinen vähintään 25 vuoden 1 kuukauden ikäinen yksilö.
Isosirri pesii Kanadan, Grönlannin, Euroopan ja Venäjän pohjoisimmissa osissa. Maailman populaation kooksi arvioidaan noin 1,5 miljoonaa yksilöä. Suomessa tavataan lähinnä Siperian isosirrejä läpimuuttajina. Isosirrit talvehtivat Atlantin ja Tyynenmeren rannikoilla. Eurooppalaiset yksilöt muuttavat valtavissa parvissa Välimerelle ja Pohjois-Afrikkaan, kanadalaiset Etelä-Amerikkaan jopa Argentiinaan asti. Arktisten isosirrien parvet muuttavat Etelä-Suomen yli touko–kesäkuun vaihteessa. Syysmuutto tapahtuu vanhojen lintujen osalta heinä–elokuussa ja nuorten lintujen osalta elo–syyskuussa.
Isosirrit viihtyvät tundramaisemassa, ja ruokailevat lieterannoilla.
Isosirrit syövät hyönteisiä, nilviäisiä, matoja, pieniä rapuja ja muita selkärangattomia.
Isosirrin matala, lehdillä ja sammalilla vuorattu pesä on maassa lähellä vettä. Se munii 3–4 munaa ja hautoo niitä kolme viikkoa. Molemmat vanhemmat osallistuvat hautomiseen, mutta naaras lähtee paluumuuttoon ennen kuin poikaset ovat lentokykyisiä. Poikaset ovat pesäpakoisia ja oppivat lentämään noin kuukauden ikäisinä. Koiras jättää poikaset oman onnensa nojaan ennen kuin ne ovat lentokykyisiä, ja lähtee muuttomatkalle.