Amerikansk talltita är en medelstor till stor (13-14,5 cm), typisk tita med svart hätta och haklapp, vita kinder och gråbrun ovansida. Den är mycket lik karolinatitan men är igenomsnitt större med längre stjärt, större huvud och mer bjärt fjäderdräkt. Vidare har den vita, ej gråvita, handspennespetsar och kindfläcken är vit även mot nacken, inte grå som hos karolinatitan.
Sången består av ett klart, visslande "fee-beeyee", med första tonen ljusare än den andra. Karolinatitans är ljusare med tre till fem toner i serien.
Amerikansk talltita delas upp i nio underarter med följande utbredning:
Poecile atricapillus turneri – förekommer i Alaska och närbelägna nordvästra Kanada
Poecile atricapillus occidentalis – allra sydvästligaste British Columbia till nordvästra Kalifornien (väster om Kaskadbergen)
Poecile atricapillus fortuitus – södra inlandet i British Columbia till nordvästra Montana och nordvästra Idaho
Poecile atricapillus garrinus – Klippiga bergen (sydöstra Idaho till Wyoming, östra Utah och New Mexico)
Poecile atricapillus nevadensis – Great Basin i sydvästra USA (östra Oregon till Idaho, Nevada och västra Utah)
Poecile atricapillus bartletti – Newfoundland och Miquelon
Poecile atricapillus atricapillus – östra Kanada och nordöstra USA
Poecile atricapillus practicus – nordöstra USA (Appalacherna)
Poecile atricapillus septentrionalis – västra Kanada och centrala USA
Amerikansk talltita ansågs tidigare vara en del av talltitan, därav namnet, men genetiska studier visar att alla amerikanska titor inklusive lappmesen bildar en egen grupp. I den gruppen är amerikansk talltita systerart till bergtitan. Arten hybridiserar med karolinatitan i ett smalt band från södra Kansas till Pennsylvania, New Jersey och västra North Carolina. Trots detta är arterna reproduktivt isolerade.
