Tambaqui là loài cá thuộc họ cá chép mỡ nặng nhất ở châu Mỹ (loài Salminus nhẹ hơn có thể phát triển dài hơn) và là loài cá nước ngọt có vảy nặng thứ hai ở Nam Mỹ (sau cá hải tượng long Arapaima). Nó có thể đạt tới 1,1 m (3,6 ft) trong tổng chiều dài và trọng lượng 44 kg (97 lb), nhưng kích thước điển hình hơn là 0,7 m (2,3 ft). Con lớn nhất bị bắt bởi cần câu và được tổ chức IGFA công nhận nặng 32,4 kg (71 lb). Sau mùa lũ, khoảng 10% trọng lượng của Tambaqui tăng do mùa này là dự trữ chất béo ở nội tạng và ít nhất 5% khác là chất béo được tìm thấy trong đầu và cơ bắp.

Loài cá này có hình dạng tương tự cá Piranha và cá con đôi khi bị nhầm lẫn với cá ăn thịt; cá Tambaqui gồ cao và bị nén một bên với đôi mắt to và phần lưng hơi cong. Không giống như nhiều loài săn mồi khác, răng của tambaqui giống như răng hàm, một sự thích nghi để nghiền nát hạt thực vật. Nửa dưới cơ thể của nó thường chủ yếu là màu đen. Phần còn lại chủ yếu là màu xám, hơi vàng hoặc ô liu, nhưng màu sắc chính xác thay đổi đáng kể và phụ thuộc một phần vào môi trường sống với các cá thể trong nước đen tối hơn nhiều so với các cá thể từ nước trắng. Các vây bụng, hậu môn và vây ngực nhỏ có màu đen.

Tambaqui giống với cá Pirapitinga (Piaractus brachypomus), nhưng loài thứ hai có cấu hình đầu tròn hơn (ít thon dài và nhọn) và vây mỡ nhỏ hơn thiếu tia, cũng như sự khác biệt về răng và nướu. Các giống lai giữa tambaqui và Piaractus tương tự (cả hai loài) đã được sản xuất trong nuôi trồng thủy sản, và đôi khi được nhìn thấy trong tự nhiên. Con cái lai có thể khó xác định chỉ bằng vẻ bề ngoài.