Các đặc điểm của Ngựa Thuần Chủng như đầu nhẹ, cổ nhỏ và dài hướng về phía trước, ngực rộng, 4 chân dài, chân trước luôn có sự cong khớp xương bẩm sinh, gân thô, gân xương phân tách rõ ràng, móng chắc chắn. Ngựa Thuần Chủng đực trưởng thành cao 159.0 cm, vòng ngực 183.0 cm, ống tròn 20.0 cm, con cái có số đo lần lượt là 156.4 cm, 179.2 cm và 19.2 cm, sức kéo lớn nhất là 40 kg. Trong 300 năm qua, chúng không ngừng được cải tiến nòi giống để nổi bật những tố chất cần thiết của một chiến mã chuyên nghiệp gồm cao to, mạnh mẽ, thể hình tuyệt đẹp và tốc độ tuyệt vời. Tốc độ đạt nhanh nhất của ngựa thuần chủng ở cự ly từ 1 đến 3 km[4] và tốc độ cực đại hơn 60 km/giờ.[5]

Ngựa thuần chủng không có con cái, cái tên thuần chủng có ý nghĩa như vậy. Khoảng 1 tuổi 2 tháng thì mã phu dẫn chúng đi gặp bác sĩ thú y để tuyệt nọc tức là phải bị thiến.[4] Ngựa thuần chủng là giống ngựa đua ưu việt nhất thế giới hiện nay. Tuy nhiên sức đề kháng của chúng kém xa so với các loài gia súc và ngựa cỏ nên chi phí chăm sóc chúng rất tốn kém. Chiều cao trung bình của ngựa thuần chủng là 1m70. Riêng chiều dài của 2 cặp giò chiến là 1m-1,2m. Có hai loại móng dành cho ngựa thuần chủng. Loại móng thông thường dành cho tập luyện và sinh hoạt hàng ngày sẽ được thay 3 tuần/lần. Trước mỗi kỳ đua, ngựa sẽ được thay loại móng khác bằng nhôm dẻo.[4] Với cấu tạo cơ thể, ngực nở, lỗ mũi rộng, chân dài vượt trội so với các loài ngựa khác giúp Ngựa Thuần Chủng có tốc độ vượt trội hơn hẳn so với bất cứ loại ngựa nào khác về tốc độ.