黑尾蜡嘴雀雄雌异形异色。中型鸟类，体长17-21cm。嘴粗大、黄色。雄鸟头辉黑色，背、肩灰褐色，腰和尾上覆羽浅灰色，两翅和尾黑色。雌鸟头灰褐色，背灰黄褐色，腰和尾上覆羽近银灰色，尾羽灰褐色、其余下体淡灰褐色，腹和两胁沾橙黄色，其余同雄鸟。雄雌外部特征
雄鸟嘴基、眼先、额、头顶、头侧、颏和喉等整个头部辉黑色具蓝色金属光泽。后颈、背、肩灰褐色，有的背微沾棕色，腰和尾上覆羽淡灰色或灰白色。尾黑色，外翈具蓝黑色金属光泽。翅上覆羽和飞羽黑色具蓝紫色金属光泽，初级覆羽和飞羽具白色端斑，尤以初级飞羽白色端斑较宽阔。下喉、颈侧、胸、腹和两胁灰褐沾棕黄色，有时两胁沾储棕或橙棕色，腹中央至尾下覆羽白色，腋羽和翼下覆羽黑色，羽缘白色。雌鸟整个头和上体灰褐色，背、肩微沾黄褐色，腰和尾上覆羽近银灰色，中央两对尾羽灰褐色，其余尾羽黑褐色，羽缘沾灰。翅上覆羽和三级飞羽灰褐色、羽端稍暗，初级覆羽黑色、羽端白色，飞羽黑褐色，外翈辉黑色，初级飞羽和外侧次级飞羽具白色端斑，内侧次级飞羽灰黄褐色，内翈羽缘和羽端斑呈黑褐色。下体淡灰褐色，两胁和腹沾橙黄色，尾下覆羽污灰白色。幼鸟和雌鸟相似，但羽毛颜色较浅淡，下体近污白色无橙黄色沾染。
虹膜淡红褐色，嘴橙黄色，嘴基、嘴尖和会合线蓝黑色。