T. lutescens có chiều dài cơ thể tối đa được ghi nhận là 30 cm[3]. Cũng như những loài cùng chi, T. lutescens là một loài lưỡng tính tiền nữ (protogynous hermaphrodite). Cá đực của loài này có hình thái khá giống với Thalassoma lunare. Đuôi hơi bo tròn ở cá con và lõm dần với hai thùy dài ở cá đực trưởng thành[4].

Cá con có lưng màu xanh lục (hơi sẫm nâu) với một dải sọc ngang màu đen ở mỗi bên thân; thân dưới và bụng trắng với sọc vàng trên bụng. Cá cái có màu vàng lục với các vạch đứng màu đỏ nhạt ở hai bên thân. Đầu có các dải vệt màu cam. Cá đực trưởng thành có một dải màu xanh lam ngay sau đầu, chuyển thành màu xanh lục ở phần thân còn lại; đầu có màu hồng tím với các vệt cong màu xanh lục. Cá đực có vây ngực vàng với một dải lam thẫm cận rìa. Hai thùy đuôi màu đỏ cam[4][5][6].

Cá đực của T. lutescens khác với T. lunare ở chỗ, vây ngực có màu vàng với vệt màu lam, trong khi T. lunare có vây ngực màu xanh lam với vệt tía ở giữa vây[5].

Số gai ở vây lưng: 8; Số tia vây ở vây lưng: 13 - 14; Số gai ở vây hậu môn: 3; Số tia vây ở vây hậu môn: 11; Số tia vây ở vây ngực: 15 - 17[4].