Đại bàng đuôi trắng là loài chim lớn, có chiều dài từ 66–94 cm và sải cánh dài từ 1,78 đến 2,45 m. Sải cánh của nó, với điểm trung bình là 2,18 m, đạt kích thước lớn nhất trong các loài đại bàng. Đại bàng biển Steller, mặc dù có trọng lượng và chiều dài lớn hơn, nhưng vẫn là đối thủ gần nhất với đại bàng đuôi trắng về sải cánh trung bình trong các loài đại bàng sống. Đại bàng đầu trắng có kích thước tương tự đại bàng đuôi trắng, mặc dù sải cánh của nó ngắn hơn và thường có tổng chiều dài lớn hơn do đuôi dài hơn.
Chim mái thường nặng hơn chim trống, với trọng lượng từ 4-6,9 kg, trong khi chim trống nặng từ 3,1-5,4 kg. Mẫu vật nặng nhất ghi nhận là 7,5 kg từ Scotland, trong khi một con chim mái gần đây từ Greenland có sải cánh dài 2,53 m. Các chỉ số tiêu chuẩn bao gồm cánh gập dài 55,2-71,7 cm, đuôi dài từ 25–33 cm, xương cổ chân dài từ 9,2-10,1 cm và mỏ dài từ 6-6,5 cm. Kích thước của đại bàng đuôi trắng có sự khác biệt rõ rệt giữa các khu vực, với các cá thể từ Greenland thường lớn hơn so với các cá thể từ khu vực Trung Đông, nơi loài này đã bị gián đoạn.
Đại bàng đuôi trắng thường được coi là loài đại bàng lớn thứ tư trên thế giới và là loài đại bàng nặng thứ tư. Loài này có cánh rộng giống cửa nhà kho, đầu to và mỏ lớn dày. Chim trưởng thành chủ yếu có màu nâu xám, với đầu và cổ nhạt hơn, lông bay màu đen và đuôi trắng nổi bật. Mỏ và chân có màu vàng. Chim chưa trưởng thành có đuôi và mỏ màu sẫm hơn, với dải sẫm ở cuối đuôi ở các cá thể gần trưởng thành. Với sự kết hợp màu sắc đặc trưng và kích thước lớn, đại bàng đuôi trắng không thể nhầm lẫn trong khu vực sinh sống của nó.
Một số cá thể đại bàng đuôi trắng đã sống hơn 25 năm, với tuổi thọ trung bình là 21 năm.