猫头夜鹰的身体是褐色的，在它的腹部有六个向下的褐色三角形图案。它的喙是浅粉红色，有两个米黄色的爪，爪有三个浅粉红色的脚趾。猫头夜鹰的眼睛分为四层，从外起分别是米黄色、黑色、白色、红色。它褐色的尾巴呈棱角形，它眼睛上还有一个V形的类似于眉毛的米黄色部位。

猫头夜鹰双眼有着特殊的构造，只要有些微的光线，即使在黑暗中也能分辨四周的情况，看得像白天一样清楚。极为柔软的羽毛让它在飞行时不会发出声音，因此能够悄悄接近猎物。所以它在黑暗中绝不会让猎物逃走，也被称为黑夜帝王。当它开始思考事情时，会将脖子旋转180度，以此提高大脑的工作效率。头倒转过来就表示它非常烦恼，如果这时去惊动它，就会被啄。