小熊猫的外形独特且极具辨识度。其体型介于猫与狐狸之间，体长通常为50至64厘米，尾长可达40至60厘米，体重约3至6公斤。全身覆盖红褐色长毛，四肢和耳朵为黑褐色，脸颊两侧有明显的白色斑纹，形似泪痕。尾巴粗壮且蓬松，带有12条红暗相间的环纹，尾尖为深褐色。小熊猫的头部圆润，吻部较短，耳朵大而直立，眼睛周围有一圈白色毛发，显得格外灵动。

其四肢粗短，前后足均具五趾，掌垫厚实，适合在树枝间灵活攀爬。小熊猫的爪子锋利且可半收缩，便于抓握树干。此外，小熊猫的毛发浓密柔软，具有保暖和伪装功能，使其在栖息地中难以被天敌发现。