Một con ngựa hoang Mông Cổ trưởng thành nặng khoảng 250-300 kg hoặc từ 250–350 kg, cao tầm 1m30 và dài 2m.[5] Loài ngựa màu nâu này có chiếc cổ ngắn một cách đặc trưng. Đặc biệt, ngựa Przewalski có 66 nhiễm sắc thể thay vì 64 như những loài ngựa khác.[6] Thức ăn chủ yếu của loài ngựa thảo nguyên này là cỏ và một số loài thực vật đặc biệt. Vào mùa đông, khi cây cỏ không phát triển một số khu bảo tồn sẽ cho chúng ăn cỏ khô, đậu và ngô. Đây cũng là loài ngựa ăn cỏ lâu nhất với thời gian ăn cỏ trong ngày vượt quá 12 tiếng. Ngựa hoang Mông Cổ có thể phát hiện nguy hiểm từ khoảng cách 300 mét và bỏ chạy ngay lập tức, chúng có khả năng chịu rét và chịu nóng rất tốt cũng như tốc độ chạy tương đối tốt lên đến 60 km/giờ. Loài ngựa này có vòng đời tương đối dài, từ 20-25 năm.[7] Khác với các loài ngựa "hoang" khác đã từng được thuần hóa, loài ngựa hoang Mông Cổ chưa bao giờ được thuần hóa, và là loại ngựa hoang thật sự duy nhất còn tồn tại đến nay.[8]