白頭鹀具獨特的頭部圖紋和小型羽冠。雄鳥具白色的頂冠紋和緊貼其兩側的黑色側冠紋，耳羽中間白而環邊緣黑色，頭余部及喉栗色而與白色的胸帶成對比。雌鳥色淡而不顯眼，甚似黃鹀的雌鳥。區別在嘴具雙色，體色較淡且略沾粉色而非黃色，髭下紋較白。青海亞種額及側冠紋多黑色，且栗色圖紋深沈。雄性幼鳥：頭頂條紋濃著，喉部栗色，和胸部壹樣具濃密的暗褐色條紋；余部羽毛和雌鳥相似。
虹膜暗褐；嘴角褐色，下嘴較淡； 上嘴中線褐色；腳粉褐色。
大小量度：體重♂27.5-431g，♀20.5-32g；體長♂171-177mm，♀170-185mm；嘴峰♂9-11mm，♀10-11mm；翅♂90-95mm，♀91-199mm；尾♂80-95mm，♀181-89mm；跗蹠♂18-23mm，♀19-21mm。
（註：♂雄性；♀雌性）