Esta especie tiene un tamaño medio, como el de un gato doméstico. Presenta cierto dimorfismo sexual, los machos suelen medir entre 45 y 70 cm de largo, mientras que las hembras suelen medir entre 41 y 60 cm de largo, la cola mide entre 40 y 65 cm. El peso adulto oscila entre los 500 g y los 2 kg. El aspecto general recuerda al de las ratas, los cerdos y los zorros, entre otros animales.
La cabeza es plana y se extiende hacia delante con un hocico largo y puntiagudo, parecido al de un zorro, del que salen unos vibrantes y largos bigotes sensibles al tacto. En la punta hay una nariz desnuda que, junto con el hocico y ciertas posturas del animal, recuerda a los cerdos.
Sus orejas son redondas y grandes, una de las razones por las que se le confunde con ratas y otros roedores, a pesar de ser un marsupial. Los ojos son pequeños y oscuros, adaptados a la visión nocturna más que a la diurna. La cabeza y las orejas son blancas (estas últimas pueden tener una base negra),6 y la nariz es rosa.
Una "máscara" negra cubre los ojos, lo que da a la mofeta de ojos negros un aspecto agresivo. En su cabeza, que se extiende verticalmente desde el centro de los ojos hasta la parte posterior de la cabeza, hay una tercera banda negra.
El cuerpo de la comadreja de ojos negros está cubierto de una capa superior de pelo más larga e irregular, y debajo de ésta una capa inferior más corta y densa.
El color del pelo varía considerablemente debido a la amplia distribución de la especie; las que se encuentran en zonas tropicales y cálidas tienen un color más rojizo o marrón; mientras que las que se encuentran más al sur tienen un color gris o negro, y un pelaje más grueso y frondoso perfectamente adaptado a los duros inviernos de Argentina y Uruguay. Las partes ventrales e inferiores del cuerpo son de color claro (blanco, crema o gris claro).
Las extremidades son robustas y de color negro o rojizo, y tienen la particularidad de que las cuatro tienen manos desnudas con cinco dedos, incluido el pulgar oponible. Esto convierte a la comadreja en uno de los pocos animales fuera de la familia de los primates que tiene manos con pulgares oponibles.
La anatomía de las extremidades, junto con las manos, hacen que la comadreja esté bien adaptada a la vida arbórea permitiéndole trepar a los árboles con facilidad, afirmando la comparación con los primates en un caso de convergencia evolutiva. Las manos son rosadas, con dedos con uñas pequeñas, que crecen desde muy jóvenes, ya que les permiten aferrarse a su madre cuando son pequeños.
La cola es larga y desnuda, otra razón por la que se confunde con la de los roedores. También es una cola prensil adaptada a una vida arborícola, que le permite mantener el equilibrio al caminar sobre troncos, agarrarse a ramas o agarrar pequeños objetos; lo que llevaría a comparaciones con primates más que con roedores.
La base de la cola es toscamente peluda y del mismo color que el cuerpo, volviéndose progresivamente menos peluda y más gruesa hasta llegar aproximadamente a la mitad, donde está desnuda y cubierta por un elemento duro y escamoso. A partir de ahí es de color rosa (también puede ser blanca o gris). La punta de la cola suele ser curvada.
Su dentición es típicamente poliprotodóntica, un grupo de marsupiales sudamericanos muy antiguos que se remontan al Mioceno. Por lo tanto, tienen un total de 50 dientes, dispuestos en la siguiente fórmula: 5/4 (incisivos), 1/1 (caninos), 3/3 (premolares), 4/4 (molares).
Los caninos son largos, adaptados para comer carne, mientras que los molares (de forma tricúspide) están preparados para triturar frutas y verduras. Como miembro de los marsupiales, la comadreja de orejas negras tiene una forma craneal diferente, que le permite abrir sus mandíbulas a unos 70°.
Incluso cuando es un embrión, la forma de su cabeza y sus extremidades se encuentra en un estado de desarrollo muy avanzado en comparación con otros mamíferos, porque necesita arrastrarse hasta la ubre de su madre, y para ello debe tener formas anatómicamente capaces.
Las hembras tienen una bolsa en el vientre con ubres en su interior, el marsupio, donde sus crías continúan su desarrollo tras el nacimiento, hasta que son lo suficientemente capaces de subirse a la espalda de su madre.
Otra herencia de los marsupiales es que las hembras tienen 3 vaginas, la del medio es donde nacen las crías y donde terminan los tractos urinario y digestivo, mientras que las otras 2 laterales son las que actúan en la fecundación y conducen a diferentes cámaras uterinas (aunque todas las crías nacen finalmente por la vagina del medio).
Los machos tienen un pene bifurcado, cuyas dos glándulas entran en las dos vaginas de la hembra durante el coito, y otra cavidad que, al igual que la vagina media de la hembra, termina el aparato digestivo y el urinario.