Cá mập xanh nổi bật với đôi vây ngực rất dài. Phần trên của cơ thể có màu xanh đậm, nhạt hơn ở hai bên sườn, và phần dưới là màu trắng. Con cá mập đực thường phát triển có chiều dài từ 1,82 đến 2,82 m (6,0 đến 9,3 ft), trong khi những con cái lớn hơn thường lên tới 2,2 đến 3,3 m (7,2 đến 11 ft).[5] Một số con có thể phát triển đến 3,8 m (12 ft) thậm chí là đạt 6,1 m (20 ft) nhưng vẫn chưa được xác nhận rõ.[5] Cá mập xanh có cơ thể khá thuôn và mảnh mai và thường nặng từ 27 đến 55 kg (60 120 lb) ở con đực và từ 93 đến 182 kg (210-400 lb) ở con cái.[6][7][8]. Theo báo cáo thì có những con cá mập xanh được phát hiện nặng tới 391 kg (860 lb).[9]