Gấu xám có một kích thước đồ sộ. Hầu hết những con gấu cái trưởng thành nặng 130–180 kg (290-400 lb), trong khi con đực trưởng thành nặng trung bình 180–360 kg (400-790 lb). Tổng chiều dài trung bình trong phân loài này là 198 cm (6,50 ft), với chiều cao vai trung bình là 102 cm (3,35 ft) và chiều dài chân sau là 28 cm (11 in). Gấu sơ sinh có thể nặng dưới 500 gram (1,1 lb). Ở khu vực sông Yukon, những con gấu cái trưởng thành có thể nặng ít nhất 100 kg (220 lb). Một nghiên cứu cho thấy trọng lượng trung bình của một con gấu xám nội địa là khoảng 272 kg (600 lb) và trọng lượng trung bình của một con đực ven biển là khoảng 408 kg (900 lb). Đối với một con cái, các trọng lượng trung bình này sẽ lần lượt là 136 kg (300 lb) trong đất liền và 227 kg (500 lb) ven biển. Mặt khác, một con đực khổng lồ thỉnh thoảng đã được ghi nhận vượt quá kích thước bình thường, với trọng lượng được báo cáo lên tới 680 kg (1.500 lb). Một con đực lớn ven biển có kích thước này có thể cao tới 3 mét (9,8 ft) nếu đứng bằng hai chân sau và cao tới 1,5 mét (4,9 ft) tính từ vai khi đứng bằng 4 chân.

Mặc dù có thể thay đổi màu sắc từ vàng đến gần như đen, lông gấu xám thường có màu nâu với chân sẫm hơn và lông thường có màu trắng hoặc vàng ở sườn và lưng. Một bướu rõ rệt xuất hiện trên vai của chúng; Bướu là một cách tốt để phân biệt gấu xám với gấu đen Bắc Mỹ, vì gấu đen không có bướu này. Ngoài cái bướu phân biệt, một con gấu xám có thể được xác định bằng những đặc điểm riêng biệt trên khuôn mặt của chúng với đôi tai ngắn, tròn, trong khi một con gấu đen có khuôn mặt thẳng và đôi tai dài hơn. Một con gấu xám cũng có thể được xác định bằng mông của nó, thấp hơn vai của nó, trong khi đó, một con gấu đen sẽ có mông cao hơn. Móng vuốt trước của gấu xám có chiều dài khoảng 2-4 inch và gấu đen là khoảng 1-2 inch.