塔里木兔尾长6~11厘米，体重1.2~1.6千克。体毛短而直，夏季背部为沙褐色，杂以灰黑色的细斑，体侧为沙黄色，颏、喉及腹部为白色。塔里木兔头部和颜面的颜色与背部相同，两颊较为浅淡，眼周色深，呈深沙褐色。塔里木兔颈部下面有沙黄色的横带。尾巴的背面的颜色与背部相同，腹面呈白色。冬季的艳非常浅，从头部、背部至尾巴的背面均为浅沙棕色。雌兽有3对乳头，2对在胸部，1对在腹部。