大熊貓的體型肥碩，豐腴富態，頭圓尾短，頭軀長1.2到1.8米，尾長10到12厘米。
大熊貓的體重一般在80到120千克，最重可達180千克。其體色為黑白兩色，臉頰圓，有很大的黑眼圈。大熊貓的耳朵小而圓，鼻子扁平，嘴巴小而窄，眼睛小而圓，眼球為深棕色。大熊貓的牙齒特別寬大，適合咀嚼竹子，舌頭長而粗，表面有許多小刺，可以幫助剝去竹子的外皮。大熊貓的爪子除了五趾外，還有一個拇指，實際上是一節腕骨特化形成，主要起握住竹子的作用，趾甲鋒利而彎曲，可以幫助攀爬樹木或挖掘土壤。
大熊貓的皮膚很厚，最厚處可達10毫米。其肩部和四肢為黑色，頭部和身體為乳白色。大熊貓的毛色並非純黑或純白，而是黑中透褐，白中帶黃。