Wolven hebben een kop-romplengte van 1 tot 1,5 m, en een staart van 30 tot 50 cm. De schouderhoogte is 65 tot 80 cm. Vrouwtjes zijn zo'n tien procent kleiner dan mannetjes; mannetjes wegen 20 tot 80 kg, vrouwtjes worden gemiddeld 18 tot 50 kg zwaar.

De wolf heeft in rust een hartslag van 90 slagen per minuut en een ademhalingsfrequentie van 15 tot 20 per minuut. Bij grote inspanning kan dit oplopen tot een hartslag van 200 per minuut en een ademhalingsfrequentie van 100 per minuut.

Het gehoor, de reukzin en het zichtvermogen zijn goed ontwikkeld. Een wolf kan tegen de wind in andere dieren ontdekken die zich op een afstand van 300 meter van hem bevinden. Ook kan hij uitstekend zien in het donker. De wolf heeft een zichthoek van 250° (ter vergelijking: 180° bij mensen). De wolf kan tonen horen tot 40 kHz, tonen die te hoog zijn voor het menselijk gehoor. Speciale hondenfluitjes zijn ontwikkeld, die niet voor mensen, maar wel voor honden en wolven hoorbaar zijn.

Gebit

Onderkaak van een wolf

Het gebit van een wolf bestaat uit een totaal van 42 tanden, waarvan 12 snijtanden, 4 hoektanden, 16 voorkiezen, en 10 scheurkiezen en gewone kiezen. De hoektanden van de wolf zijn 2,5 cm lang en zijn sterk, scherp en lichtelijk gekromd. Met deze hoektanden kunnen ze hun prooi grijpen en vasthouden. De druk die een wolf met de hoektanden kan uitoefenen tijdens het bijten, is 15 MPa. Een wolf kan daarmee het been van een eland in een hap doorbijten. Een wolf kauwt niet op zijn prooi, maar scheurt het vlees in stukken en slikt het door. Het scheuren van dit vlees doet hij met zijn kleine snijtanden. Met draderige bestandsdelen van het vlees, flost de wolf op een natuurlijke manier zijn tanden. Hierdoor worden de speekselklieren geactiveerd en wordt de mond ook gespoeld.

Vacht

De wolf heeft een zeer dichte en zachte wintervacht, met een korte ondervacht en lang, grof, dekhaar. Het merendeel van de ondervacht en een deel van de dekharen worden afgeworpen in het voorjaar en groeien terug in het najaar. De langste haren van de wolf bevinden zich op de achterkant en vooral aan de voorkant en in de nek. In het bijzonder bevinden er zich lange haren op de schouders en ze vormen een kam in het bovenste gedeelte van de hals. De haren op de wangen zijn langwerpig en vormen bosjes. De oren zijn bedekt met korte haren die sterk lijken op de vacht. Op de ledematen van de ellebogen tot aan de calcaneuspezen bevinden zich korte, elastische en nauw aaneensluitende haren. De wintervacht is goed bestand tegen kou. Wolven in noordelijke klimaten kunnen comfortabel rusten in open gebieden bij -40 °C door het plaatsen van hun snuit tussen de achterste benen en het dekken van hun gezicht met de staart. De vacht van een wolf zorgt voor een betere isolatie dan hondenbont en, net als bij veelvraten, bevriest de vacht niet wanneer een wolf ademt tegen zijn vacht. In een warm klimaat is de vacht grover en dunner dan in het noorden bij wolven. Vrouwtjes hebben soepeler behaarde benen dan mannetjes en in het algemeen ontwikkelen ze, wanneer ze ouder worden, een meer gestroomlijnde en zachte vacht. Oudere wolven hebben over het algemeen meer witte haren in de punt van de staart, langs de neus en op het voorhoofd. De wintervacht is het langst behouden bij zogende vrouwtjes, waarbij ze wel een aantal haren verliezen rond de tepels. De lengte van het haar op het midden van de rug is 6 tot 7 cm. De lengte van de dekharen op de schouders is over het algemeen niet meer dan 9 cm, maar kan 11 tot 13 cm bereiken.

De kleur van de vacht varieert van bijna zuiver wit tot verschillende tinten blond, room en oker tot grijs, bruin en zwart. De variatie in kleur van de vacht heeft de neiging te vergroten in hogere breedtegraden. Er zijn bijna geen verschillen in kleur van de vacht tussen de geslachten, hoewel de vacht van een vrouwtje roder kan kleuren. De kleur van de vacht lijkt niet te dienen voor camouflage. Een aantal deskundigen concluderen dat de gemengde kleuren meer te maken hebben met de nadruk op bepaalde gebaren tijden de interactie. Zwart gekleurde wolven (die voortvloeien uit het wolf-hondhybridisatie) komen zelden voor in Eurazië, waar interacties met gedomesticeerde honden zijn verminderd in de afgelopen duizend jaar als gevolg van de uitputting van de wilde wolf. Zwarte exemplaren komen vaker voor in Noord-Amerika. Ongeveer de helft van de wolven inYellowstone National Park is zwart.

Zintuigen

De wolf heeft sterk ontwikkelde zintuigen. De ogen van een wolf zijn beter dan die van de mens. Wolven kunnen net als katachtigen beter zien in het donker. Mensen hebben meer kegeltjes in de ogen, maar minder staafjes. Wolven zien diepte minder goed op afstand dan de mens, maar wolven herkennen net als honden bewegende objecten eerder. Als een persoon stil zou staan voor een wolf, bestaat er een kans dat de wolf door de persoon heen kijkt. Wanneer de persoon beweegt ziet de wolf diegene weer wel. Wolven zien beter in het donker, omdat er een uit lichtbrekende kleine kristallen opgebouwde pigment laag achter het netvlies zit. Deze pigmentlaag reflecteert het licht. Dit is ook de reden waarom de ogen van een wolf of hond oplichten als men er licht op schijnt. Wolven kunnen bijna helemaal om zich heen kijken in een hoek van 270 graden. De mens kan maar 180 graden om zich heen kijken.