Misura fino a 25 cm di lunghezza ( coda compresa) per 25–30 cm d'apertura alare, con un peso di 33-65 g: queste dimensioni ne fanno un uccello piuttosto piccolo, ma il cardinale rosso è uno fra i rappresentanti di maggiori dimensioni della propria famiglia. I maschi, a parità d' età, sono più grandi della femmina di circa il 10%.
L'aspetto è massiccio e squadrato, con grossa testa sormontata da una caratteristica cresta erettile e lunga coda rettangolare.
Il maschio adulto è di un caratteristico rosso carminio uniforme su tutto il corpo, che diviene meno vivido sul dorso e sulle ali, assumendo una tonalità bruna che diviene più evidente durante il periodo invernale: è presente una mascherina nera attorno a occhi e becco, che si continua sul mento in una bavetta. La femmina è invece di colore grigio -brunastro, con sfumature rosse o rosate su ali, cresta e coda : anche nelle femmine è presente una mascherina, ma essa è solitamente appena accennata e di colore più chiaro rispetto al maschio. Il becco è tozzo, conico ed assai robusto, di colore rosso corallo in ambedue i sessi: le zampe sono di color carnicino scuro e munite di quattro dita, tre rivolte in avanti ed uno rivolto all' indietro, mentre l'occhio è rotondo, piccolo e di colore bruno scuro.
Il colore rosso del piumaggio è ottenuto a partire dai carotenoidi presenti nella dieta, i quali vengono metabolizzati dall' animale per dare sempre colorazione rossa: maschi nutriti con carotenoidi dal pigmento giallo, infatti, non diventano gialli ma conservano la colorazione rossa del piumaggio, seppure in forma più sbiadita.
Si tratta di uccelli stanziali e diurni, attivi principalmente al mattino e al tramonto.
Sebbene durante l' inverno si riuniscano in gruppi anche di qualche decina di individui, durante il periodo caldo soprattutto i maschi sono fortemente territoriali: essi si posizionano sovente in zone sopraelevate (come un tetto o la cima di un albero ) dalle quali emette un tipico fischio che serve a tenere lontani eventuali intrusi in un raggio che però è di pochi metri.
