วัวไทยเป็นวัวขนาดเล็ก เมื่อเทียบกับวัวพันธุ์อื่น ตัวผู้โตเต็มที่มีน้ำหนักโดยเฉลี่ย ๓๐๐-๓๕๐ กิโลกรัม ตัวเมียโตเต็มที่มีน้ำหนักเฉลี่ย ๒๐๐-๒๕๐ กิโลกรัม วัวไทยมีกระดูกเล็บบอบบาง ในหน้ายาวหน้าผากแคบ ตาขนาดปานกลาง ขนตามใบหน้าสั้นเกรียน จมูกแคบ ใบหูเล็กกะทัดรัด ปลายหูเรียวแหลม โดยทั่วไปมีเขาสั้นถึงยาวปานกลาง ตั้งแต่ ๑๕-๔๕ เซนติเมตร ตัวเมียมักมีเขาสั้น หรือไม่มีเขา เขามีลักษณะตั้งขึ้นโง้งงุ้มเข้าหากัน และยื่นไปข้างหน้าเล็กน้อย ลำคอบอบบาง ใต้คอมีเหนียงคอเป็นแถบลงไปถึงอก ส่วนต่อระหว่างคอและไหล่มองเห็นได้ชัด เหนือไหล่ของวัวตัวผู้มีก้อนเนื้อ เรียกว่า โหนกหรือหนอก สันหลังลาดขึ้นจากโหนกไปสู่บั้นเอว แล้วลาดลงตามบั้นท้ายไปสู่โคนหาง ขายาว รูปร่างค่อนข้างสูง เมื่อเทียบกับวัวเนื้อพันธุ์ยุโรป พื้นท้องจากส่วนหน้าคอดกิ่วไปสู่ส่วนหลัง วัวตัวเมียมีเต้านมเล็กเป็นรูปฝาชี ให้นมน้อย

วัวไทยมีขนสั้นเกรียนทั่วตัว ขนมีสีต่างๆ ตั้งแต่สีดำ สีน้ำตาล สีน้ำตาลอ่อน สีฟาง สีเทาไปจนถึงสีลาย สีที่พบเห็นบ่อยๆ คือ สีน้ำตาลอ่อน และสีดำ ขนใต้ท้อง และซอกขามักมีสีจางกว่าส่วนอื่นๆ ของร่างกาย