大貓熊身體顏色主要為黑白兩色。耳朵、眼斑、鼻頭、肩背部和四肢為黑色，其餘部位為白色。

大貓熊站立身高約1.6-1.8公尺，體重約70-150公斤，身體呈圓圓胖胖的桶型，通常雄性體型比雌性大。牠的前腳手掌除具有五指外，拇指旁還長出一隻由腕骨演化成的偽拇指，可以抓握東西、取食和爬樹，因而可以用手捉拿竹子啃食，是貓科或其他熊科動物所沒有的特徵。

大貓熊的骨骼大而厚，為同型動物的兩倍重，尤其頭部寬大又厚重。顎骨強硬有力，一共有42顆牙齒，其犬齒短而鈍；臼齒加寬且厚，磨碎能力強，能咀嚼堅韌如竹子的食物。

大貓熊的前腳 有5指和一隻由腕骨演化的偽拇指可靈活抓握食物，掌心有毛。	大貓熊的後腳 與前腳同樣為5指，但沒有特化的偽拇指，掌心有毛。

大貓熊的形態特色

• 具有強壯有力的四肢：
  • 後肢：後腳內八字撇，這使得牠們走起路來慢條斯理，卻有利於在密林中走動時撥開竹子。
  • 前肢：能順利地完成轉動、伸屈、轉彎、內旋、外展等全方位、多角度運動。此外，由腕骨特化成的偽拇指，使得牠們能俐落地取食竹子。
  • 掌心覆有毛，使得大貓熊能夠在寒冷的雪地上行走，這種特徵只有生活在寒冷地區的熊才有。
• 豐滿的體態有利於牠們適應以竹為主食的生活方式和涼寒潮濕的氣候。
• 由於生長在涼寒的地區，大貓熊小小的黑色耳朵不但逗趣還有減少熱量散失的作用。
• 黑白色的厚實毛層：
  • 雪地中是極佳的保護色，又有袪風除濕的禦寒功能。
  • 粗短而濃密的油性毛質，有助於其保持溫暖和乾爽。
  • 更重要的功能是作為大貓熊彼此間醒目的視覺信號，以彼此關照或保持距離，避免直接衝突。