野牦牛体形笨重、粗壮，但比印度野牛略小，体长200～260厘米，尾长80～100厘米，肩高160～180厘米，体重500～600千克，雄性个体明显大于雌性个体。
野牦牛的消化器官比黄牛粗大，牙齿质地坚硬，鼻镜小，嘴唇薄，采食能力很强，皮极其坚硬，牧民曾用其做成菜板，舌头上长有一层肉齿，可以轻松地舔食很硬的植物。头形稍狭长，脸面平直，鼻唇面小，耳相对小，颈下无垂肉，四肢粗壮，蹄大而宽圆，肩部中央有显着凸起的隆肉，故站立时显得前高后低[4] 。雌体有2对乳头。野牦牛头脸、上体和四肢下部的被毛短而致密，体侧下部、肩部、胸腹部及腿部均被长毛，其长可达400毫米，尤其是颈部、胸部和腹部的毛，几乎下垂到地面，形成一个围帘，如同悬挂在身上的蓑衣一般，可以遮风挡雨，更适于爬冰卧雪，尾部长毛形成簇状，显得蓬松肥大，下垂到踵部，在牛类中十分特殊。四肢强壮，蹄大而圆，但蹄甲小而尖，似羊蹄，特别强硬，稳健有力，蹄侧及前面有坚实而突出的边缘围绕；足掌上有柔软的角质，这种蹄可以减缓其身体向下滑动的速度和冲力，使它在陡峻的高山上行走自如。野牦牛的胸部发育良好，气管粗短，软骨环间的距离大，与狗的气管相类似，能够适应频速呼吸，因此可以适应海拔高、气压低、含氧量少的高山草原大气条件。
野牦牛雌、雄个体均有角，角形相似。但雄体的角明显比雌性的角大而粗壮。有14对肋骨，较其他牛类多一对；额下没有肉垂，肩部中央有凸起的隆肉，四肢短矮，腹部宽大；头上的角为圆锥形，表面光滑，先向头的两侧伸出，然后向上、向后弯曲，角尖略向后弯曲，如同月牙一般。角的长度通常为40～50厘米，长的角将近1米，两角之间的距离较宽。毛色绝大多数呈通体褐黑色，仅吻周、嘴唇、脸面及脊背一带显霜状的灰白色，老年雄体的脊背往往有微红色。尾色纯黑，也有个别褐色的个体。雌雄有角，通体呈褐黑色。
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