Крупный представитель подсемейства куньих. По размерам в семействе куньих уступает только калану. Вес варьируется в диапазоне от 9 до 30 кг, самки примерно на 10 % мельче по размерам и на 30 % меньше по весу. Длина 70—86 см, длина хвоста 18—23 см. Внешне росомаха напоминает скорее медведя или барсука — тело у неё приземистое, неуклюжее; ноги короткие, задние длиннее передних, из-за чего спина росомахи дугообразно изогнута кверху. Голова большая, морда удлинённая, имеющая тупую форму. Хвост недлинный, очень пушистый. Ступни ног несоразмерно велики — 10 см в ширину и 9 см в длину, что позволяет росомахе легко передвигаться по глубокому, рыхлому снегу. Когти большие, крючковатые.
Росомаха является стопоходящей, типа медведя, то есть при движении ставит лапу на всю стопу, чем и обусловлена характерная косолапость при движении зверя.