Тигр является крупнейшей и самой тяжёлой из диких кошек, но различные его подвиды сильно различаются по размерам и массе тела. Материковые подвиды тигра крупнее островных. Самыми крупными из них являются бенгальский и амурский подвиды. Самцы данных подвидов могут достигать до 2,3—2,5 м, а в отдельных случаях до 2,6—2,9 метров в длину без хвоста и весить до 275 кг, а в отдельных случаях до 300—320 кг.
Высота в холке до 1,15 м. Взрослый самец в природе обычно весит 180—250 кг. Рекордные веса бенгальского и амурского тигров в природе составляют 388,7 кг и 384 кг соответственно. Правда, эти данные порой ставятся под сомнение. Также упоминаются самцы массой в 325, 340, 350 и 360 кг, но они предоставляются из документально неподтверждённых или вторичных, третичных источников. Бенгальский весит в среднем — 220 кг, бенгальский обитающий в северной Индии и Непале — 235 кг. Амурский по современным данным в среднем в пределах 170—180 кг. (историческим 215 кг). Самки обычно заметно меньше самцов, у амурского и бенгальского подвидов достигают массы 100—181 кг. С учётом существующих шести подвидов тигров, средний вес самца данного вида составляет около 170 кг, самки около 115 кг.
Тело у тигра массивное, вытянутое, мускулистое, гибкое. Передняя часть тела развита сильнее задней, в плечах тигр выше, чем в крестце. Хвост длинный, равномерно опушённый. На передних лапах по 5 пальцев, на задних — по четыре, все со втяжными когтями.
Голова с заметно выступающей лицевой частью и выпуклым лбом. Голова округлая. Череп довольно крупный и массивный, с широко расставленными скулами. Кондилобазальная длина черепа тигра превышает 200 мм. Задние концы носовых костей заходят за линию концов верхнечелюстных костей. Уши небольшие закруглённые. По бокам головы баки. Вибрисы расположены в 4—5 рядов, белые, порой у основания буроватые, очень упругие, длиной до 16,5 см, толщиной до 1,5 мм. Зрачок круглый, радужка жёлтая.Хорошо развитые клыки, длина которых может достигать 8 см, помогают тигру убивать добычу. Длинный и подвижный язык оснащён по бокам особыми бугорками, которые покрыты ороговевшим эпителием и позволяют отделять мясо от скелета жертвы. Эти бугорки также помогают при «умывании».
Волосяной покров невысокий, довольно редкий, плотный и низкий у южных подвидов, высокий и пушистый — у северных. Основной тон окраски тигров колеблется от ржаво-красного до ржаво-коричневого; живот, грудь и внутренняя поверхность лап светлые. Также имеются светлые отметины на тыльной поверхности ушей. Тело покрыто полосами, цвет которых варьирует от коричневого до полностью чёрного. По туловищу и шее полосы имеют поперечное вертикальное положение. На самом туловище одни полосы могут спускаться ниже, другие выше или даже уходить на брюхо. Все полосы характеризуются острыми нижними концами, иногда раздвоенными внизу или раздваивающимися и снова соединяющимися перед концом. На задней половине туловища полосы преимущественно располагаются более густо. Полосы, начинающиеся на крестце, уходят на заднюю сторону бёдер или заканчиваются посредине бедра. Некоторые, дойдя до верхней части голени, принимая наклонное косое направление, переходят на внутреннюю сторону ноги.
Область морды ниже ноздрей и область вибрисс, подбородок и нижняя челюсть белого окраса, кроме чёрных пятен на нижней губе в углах рта. Лоб, темя и затылок со сложным и изменчивым рисунком, образованным короткими поперечными чёрными полосами, часто неправильной формы. За ухом часто начинается длинная полоса, спускающаяся на шею и доходящая до горла. Бока головы и баки по белому полю покрыты несколькими чёрными полосами. Ухо с передней стороны покрыто белыми волосами, с задней — всегда чёрное с большим белым пятном в верхней половине.
Хвост всегда заканчивается чёрным кончиком и на большей своей части несёт поперечные полосы, образующие вокруг него сплошные кольца. У основания хвоста сплошных колец обычно нет. Тёмных поперечных полос на хвосте обычно 10, но бывает 8—9 и 11.
Форма и расстояние между полосами на шкуре тигра отличаются у различных подвидов, но большинство тигров имеет более чем 100 полос. . Половой дифоризм в окраске не выражен.
Расположение полос является уникальным у каждого отдельного животного, и, таким образом, может быть использовано для идентификации отдельных особей, аналогично отпечаткам пальцев у людей. Данная особенность иногда используется исследователями для идентификации в дикой природе отдельных особей, за которыми ведётся наблюдение. Основной функцией полос является маскировка хищника при охоте. Подобная окраска может являться частным случаем расчленяющей или дизруптивной окраски. Последняя представляет собой вид покровительственной окраски животных, характеризующийся наличием контрастных полос, нарушающих зрительное впечатление о контурах тела, из-за чего животное становится незаметными либо мало заметным на фоне окружающей среды. Окраска тигра варьирует в различных географических районах и служит одним из оснований для выделения подвидов тигра.Полосатый рисунок присутствует также и на коже, и, если сбрить мех, то на тёмных полосах отрастает тёмная шерсть, и рисунок полностью восстанавливается.След самца более крупный и более вытянутый, чем у самки, средние пальцы яснее выступают вперёд. Величина следа самца длиной 15—16 см, ширина 13—14 см, у самки длина следа 14—15 см, ширина 11—13 см.Тигры обладают хорошо развитым ночным зрением, а по некоторым данным, им частично присуще и цветовое зрение. Как и все представители рода пантер, тигр, благодаря строению гортани и голосовых связок, способен издавать рёв, однако в основном он подаёт голос только в период спаривания.Сосков 2 пары — паховые. Диплоидное число хромосом 38.
