Полярная сова одна из самых крупных сов, величиной почти с филина: длина тела достигает 56-65 см, размах крыльев 150-160 см, масса тела 780 -- 2950 г (причем самки крупнее самцов).  Взрослые птицы окрашены в снежно-белый цвет с буроватыми пестринами различных размеров или с бурыми поперечными полосками. Самцы обычно светлее самок, иногда совсем белые. Радужная оболочка глаз ярко-желтая; клюв, почти до конца прикрытый щетинкоподобными, обращенными вперед перышками, черный; когти черные. В первом годовом наряде эти совы белые с бурым поперечным рисунком и с бурыми крапинками на затылке.