斑头雁两性相似，但雌鸟略小。雄雁体重2300-3000g，雌雁体重1600-2700g；雄雁体长700-850mm；雌雁体长625-735mm；雄雁翼展440-480mm，雌雁翼展398-440mm。成鸟头顶污白色，具棕黄色羽缘，尤其在眼先、额和颊部较深。头顶后部有二道黑色横斑，前一道在头顶稍后，较长，延伸至两眼，呈马蹄铁形状；后一道位于枕部，较短。头部白色向下延伸，  斑头雁在颈的两侧各形成一道白色纵纹；后颈暗褐色。背部淡灰褐色，羽端缀有棕色，形成鳞状斑；翅覆羽灰色，外侧初级飞羽灰色，先端黑色，内侧初级飞羽和次级飞羽黑色，腰及尾上覆羽白色，尾灰褐色，具白色端斑。颏、喉污白色，缀有棕黄色，前颈暗褐色，胸和上腹灰色，下腹及尾下覆羽污白色，两胁暗灰色，具暗栗色宽端斑。虹膜暗棕色，嘴橙黄色，嘴甲黑色，脚和趾橙黄色。幼鸟头顶污黑色，不具横斑；颈灰褐色，两侧无白色纵纹；胸、腹灰白色，两胁淡灰色，无暗栗色端斑。