Panda wielka to duże zwierzę o charakterystycznym, czarno-białym umaszczeniu. Ma krępą budowę ciała, długość ciała około 1,5 metra, wysokość w kłębie 60–80 cm oraz wagę od 76 do 160 kg. Jej futro jest gęste i wełniste, z biało-czarnym ubarwieniem — nogi, uszy, plamki wokół oczu i pas biegnący wzdłuż ramion są czarne, a reszta ciała biała. Głowa jest okrągła, z zaokrąglonymi uszami. Panda posiada charakterystyczne czarne obwódki wokół oczu oraz tzw. "szósty palec", który pomaga jej chwytać pędy bambusa. Ogon pandy jest krótki, około 13 cm długości. Futro pandy jest także nasączone wydzieliną łojową, która chroni ją przed deszczem i śniegiem. Jej zęby mają szerokie powierzchnie trące, przystosowane do roślinnej diety, głównie bambusa. Kończyny przednie są mocne i mają dodatkowy wyrostek kości nadgarstka, który działa jak dodatkowy palec do chwytania roślin. Wszystkie te cechy sprawiają, że panda wielka ma niepowtarzalny, dobrze rozpoznawalny wygląd.