頭胴長70〜85cm、肩高70〜75cm、体重30〜45kg。
ホンシュウジカなどのシカ類より小柄でずんぐりしており、四肢も首も太く短く、毛も長い（よって、しばしば用いられる「カモシカのような脚」という形容は、実際にはレイヨウなど他の動物のイメージとの混同によるものではないかとも言われる）。
角は黒色で先がとがっており、15センチほど。
後ろ側にゆるやかに湾曲している。
目の下のよく目立つ眼下腺をもち、ここから分泌液を出してマーキングをする。
シカ科のシカ類はひづめがほっそりしていて、開けた場所を走るのに向いているのに対して、ニホンカモシカはひづめの先を広げて立つことができ、岩場など足場の悪い所での活動に向いている。
四国のニホンカモシカは体色が黒く、亜種と見る向きもあるが、生息数が少ないため、定かではない。
