De Siberische tijger heeft een roestbruine en donkergele kleur met zwarte strepen. De strepen zijn bij iedere tijger anders. De grondkleur is echter, vooral in de winter, vaak erg bleek. Omdat ze in koude gebieden leven is de vacht de dikste van alle tijgers. De vacht is matig dik en grof van structuur. De wintervacht is langer, dichter en zachter dan de zomervacht.

Een mannetje kan ruim 3,25 meter lang worden (exclusief de staart van 1 meter), een vrouwtje is meestal kleiner. De grootste gevangen tijger aller tijden had een lengte van 3.70 meter. De schofthoogte van een volwassen mannetje bedraagt ruim een meter en zijn gewicht varieert van 180 - 310 kg. Vrouwtjes wegen 100 - 165 kg. Het is de grootste van de katachtigen. Ze wegen minder dan de Bengaalse tijger.

De schedel van de Siberische tijger is vrij groot en is vergelijkbaar met de schedel van een leeuw. De kop van een vrouwtje is kleiner dan die van het mannetje.

Aan zijn poten zitten dikke scherpe nagels die hij net als de huiskat kan intrekken.