Karmelitsolfågeln är en stor och mörk solfågel med relativt rak näbb. Hanen är övervägande chokkladbrun med glänsande lilarosa på strupe och panna. Honan är mycket ljusare olivbrun med tydligt mörkare strupe. Bland lätena hörs fylliga "pip" och sträva drillar, medan sången består av varierande kombinationer av dessa två läten.
Karmelitsolfågel delas upp i två underarter med följande utbredning:
Karmelitsolfågeln hittas vanligen utmed kusten, även om inlandspopulationer förekommer lokalt, framför allt i Angola. Den påträffas i olika typer av påverkade miljöer som buskmarker och skogsbryn, men även i sumpmarker och kustnära skogsdungar.
