Пума — второй по величине представитель семейства кошачьих в Америке; крупнее неё только ягуар. Эта кошка достигает в длину 100—180 см, при длине хвоста 60—75 см, высоте в холке 61—76 см и весе до 105 кг (самцы). Обычный нормальный самец крупного подвида весит около 70 — 90 кг. Самки мельче самцов на 30 %.

Тело у пумы гибкое и удлинённое, лапы невысокие, голова сравнительно небольшая. Лапы широкие, с острыми, кривыми втяжными когтями; на задних лапах по 4 пальца, на передних — по 5. Задние лапы заметно массивнее передних. Хвост длинный, мускулистый, равномерно опушённый.

Мех у пум густой, но короткий и грубый. Наряду с ягуарунди, пумы — единственные американские кошки, которые окрашены однотонно; отсюда научное название этого вида concolor, которое переводится с латыни как «одноцветный». Подобно котятам ягуарунди, у новорожденных пум окраска пятнистая; иногда она сохраняется до годовалого возраста. У взрослых пум окрас серовато-коричневый или коричневато-жёлтый; нижняя сторона тела светлее верхней. В целом, окрас пум напоминает окрас их основной добычи, оленей. На груди, горле и брюхе пум имеются белёсые подпалины; на морде — чёрные отметины, уши тёмные, хвост с чёрным кончиком. Цвет глаз — от серовато-коричневого до золотистого. Пумы из тропических районов мельче и рыжее, тогда как северные пумы — серых тонов.

Известно о существовании светлых и даже белых пум, а также тёмно-коричневых и черных особей, встречающихся преимущественно в Латинской Америке (последние были описаны Ж. Бюффоном как couguar noire). Пумы-альбиносы и меланисты в природе неизвестны.