Presenta un brillante pelaje de color marrón-rojizo en todo el cuerpo y cola que contrasta con el negro de sus patas. En la cola se pueden distinguir 12 anillas bien definidas que alternan el color rojizo con el marrón. La cola no es prensil, y tan solo la usa para mantener el equilibrio al desplazarse por los árboles. De cara redondeada, muestra manchas blancas en el hocico, mejillas, sobre los ojos y en las orejas. Posee una gruesa capa de pelo lanoso bajo el pelaje y en la planta de los pies que le proporciona calor. El color de su pelaje le proporciona un perfecto camuflaje al moverse entre las ramas de los árboles, las cuales a veces presentan una capa de musgo de color marrón o rojizo, similar al color de su pelaje.

Los pandas rojos poseen un amplio abanico de vocalizaciones que emplean para comunicarse.

De hábitos solitarios, son más activos al amanecer y al anochecer. Poseen garras semirretráctiles que les convierten en grandes trepadores. Cuando no están forrajeando, suelen estar durmiendo en los árboles. Es mucho más ágil en los árboles que en el suelo.

Los territorios de los machos incluyen varios territorios de hembras y todos ellos están marcados mediante las secreciones de las glándulas anales. Se aparean en el suelo y la hembra da a luz dos crías en el interior de un nido situado dentro de un árbol. Las crías nacen ciegas e indefensas, y abren los ojos a los 18 días de vida. Alcanzan el tamaño de adulto a los 12 meses y maduran sexualmente a los 18 meses de edad. Su metabolismo es extremadamente lento, por lo que pasan dormidos aproximadamente 15 horas diarias.