熊貓的臉型似貓那樣圓胖，但整個體型又像熊，豐腴富態，頭圓尾短，頭部和身體毛色是黑白相間分明，即鼻吻端、眼睛周圍、耳朵、前後肢和肩部是黑色，其餘是白色。腹部淡棕色或灰黑色。臼齒髮達，爪子除了五趾外還有一個拇指。這個拇指其實是一節腕骨特化形成，學名叫做橈側籽骨，主要起握住竹子的作用。大熊貓毛密而有光澤，很耐寒。其體長120-180釐米，尾長10-20釐米，體重60-110千克。
黑白相間的外表，有利於熊貓隱蔽在密林的樹上和積雪的地面。隱蔽方式極其厲害。大熊貓的自身優勢讓其能快速爬上高大的喬木。大熊貓皮膚厚，但身體不同部分的皮膚厚度也不一樣，體背部厚於腹側，體外側厚於體內側，皮膚的平均厚度約為5毫米，並且色白而富有彈性和韌性。
大熊貓的視覺極不發達。這是由於大熊貓長期生活於密密的竹林裏，光線很暗，障礙物又多，致使其目光變得十分短淺。此外由於它的瞳孔像貓一樣是縱裂的。因此，當夜幕降臨的傍晚，它們還能活動。
