灰狐的体貌特征包括：体长76-112.5厘米，肩高约38厘米，尾长27.5至44.3厘米。雄性体重3600-7000克，雌性体重3400-5400克，最重可达9000克。从眼睛至颈部具有黑色条纹，吻鼻部较短，四肢短，足部趾垫大，爪呈弧形，体毛粗糙。
身体上半部浅灰色，下半部暗黄褐色，下体两侧和胸部红褐色，背上有明显黑脊纹，喉和腹部白色。尾毛丰厚，背面具黑纹，尖端黑色。灰狐具有非常强大的短腿和利爪，这些腿和强大的钩爪使它们具有巨大的平衡和攀爬能力，让它们能抓紧树干和树枝。皮毛的颜色也便于隐藏自身，以躲避天敌。