中国小头蛇雄体最大体长为(520+105)mm，体重为62g；中国小头蛇雌体最大体长为(490+110) mm，体重为73. 5g。

中国小头蛇头小，吻稍尖，瞳孔圆，背鳞无棱光滑，腹鳞有侧棱。头背面和侧面，第5至第6枚上唇鳞贯眼到前额鳞和额鳞前缘处，有一黑褐色八字纹；自额鳞后角始，向颈两侧延伸形成一“人”形黑褐纹。

中国小头蛇体背深褐色，有11～15条镶黑边的横纹，横纹延伸到最外背鳞，尾部也有3～4条，各横纹间另有3条黑色隐纹。腹鳞浅褐色，每枚有1～2个黑斑，大部分黑斑位置不一。