Tỳ linh Nhật Bản [10] là loài thuộc họ trâu bò nhỏ,[4] chúng có hình thái nguyên thủy liên quan đến các loài nhai lại khác. Chúng có một cơ thể chắc nịch với kích thước lớn tương đối ở cả con đực và con cái, và cả vùng địa lý khác nhau; khi đứng, bờ vai cao khoảng 70–85 cm (28–33 in) (70–75 cm (28–30 in))[14] và cân nặng 30–45 kilôgam (66–99 lb).[4] Móng guốc chẻ đôi.[15] So với tỳ linh lục địa, tai ngắn hơn, lông thường dài hơn và mịn như len — vào khoảng 10 cm (3,9 in) trên thân. Chúng có một chiếc đuôi rậm[16] khoảng 6–6,5 cm (2,4–2,6 in)[17] và không có bờm.[16]

Lông trắng nhạt quanh cổ,[18] toàn thân màu đen, có nhiều đốm trắng trên lưng, một số tỳ linh có màu nâu sẫm hay màu hơi trắng;[4] lông có màu sáng hơn vào mùa hè.[16] Có ba tuyến da phát triển tốt:[19] tuyến ngoại tiết trước ổ mắt có kích thước lớn ở cả con đực và cái, kích thước tăng theo tuổi của con vật; tuyến mùi hương kém phát triển[14] trên cả bốn chân,[20] và tuyến ngoại tiết sinh dục. Tỳ linh trưởng thành có 32 răng hàm cố định khi được 30 tháng tuổi, có nha thức là 0.0.3.3 3.1.3.3 {\displaystyle {\tfrac {0.0.3.3}{3.1.3.3}}} .[19] Mặt bên trong của răng trở nên đen kịt, dính chất khó loại bỏ, giống như nhựa cây.[21] Lưỡi có hình dạng chữ V.[22]

Dị hình giới tính không phát triển mạnh;[1] kích thước cơ thể, tăng trưởng, tỷ lệ sống sót và thói quen ăn uống cho thấy khác biệt không đáng kể.[23] Cả con đực và con cái đều có sừng ngắn,[24] cong ngược dài khoảng 12–16 cm (4,7–6,3 in);[lower-alpha 6] vỏ sừng có một loạt vòng tròn quấn ngang. Sừng bắt đầu phát triển khi tỳ linh được khoảng bốn tháng tuổi[22] và tiếp tục phát triển suốt tuổi đời của chúng.[14]

Môi trường ảnh hưởng đến kích thước vòng tăng trưởng đầu tiên. Kích thước, độ cong, độ dày và số vòng tròn quấn ngang là dấu hiệu tuổi tác. Khi đạt hai năm tuổi, vòng tròn quấn ngang trên vỏ sừng dày hơn, chiều dài lớn và uốn nhiều hơn ở con trưởng thành; khi đến giai đoạn trưởng thành, vòng sừng mỏng hơn buộc vòng quấn ngang dày lên. Con cái tăng trưởng chậm lại ở độ tuổi trưởng thành sớm hơn so với con đực. Các nhà nghiên cứu dựa vào cơ quan sinh dục và hành vi tình dục để phân biệt giữa đực và cái.[22] Tỳ linh cái có hai cặp vú.[4]

Tỳ linh có thính giác nhạy cảm [26] và thị lực mạnh, giúp chúng phát hiện, phản ứng với tiếng động từ khoảng cách xa, chúng cũng có khả năng nhìn rõ trong ánh sáng mờ. Nhờ khứu giác tốt, tỳ linh có thể quan sát khi chúng nâng đầu lên và hít thở không khí xung quanh.[27]