Немного меньше воробья. Масса 11–20 г, длина 13–17 см. Держится в основном в древесных кронах, периодически появляется на земле и у земли. Характерны потряхивания слегка опущенным хвостом. Перепархивая, горихвостки раскрывают хвост, и он как бы «горит», вспыхивает рыжим цветом.
Окраска самца яркая и запоминающаяся, сходных видов неn. Осенью окраска в общем такая же, лишь немного приглушенная светлыми каемками на перьях. Самка оливково-серая сверху, низ рыжеватый, отличается от других птиц сходной величины и внешности рыжим хвостом. В отличие от хвоста у варакушки, на нем нет вершинной темной полосы. Другие сходные виды — горихвостка-чернушка и краснобрюхая горихвостка.
Молодые в гнездовом наряде, как и у многих других мелких дроздовых, имеют много пестрин, но у них уже есть характерный видовой признак — рыжие хвост, надхвостье и низ спины. К середине или к концу лета птенцовый наряд сменяется первым зимним, похожим на наряд взрослой самки. В отличие от нее, у молодых на крыле есть светлые полоски, образованные охристыми вершинками верхних кроющих маховых перьев. Молодых самцов уже можно отличать от самок по заметному, более темному «переднику» и более рыжей груди.
Песня средней громкости, недлинная и неторопливая, состоит из нескольких трелей. Набор их может быть очень разным, но чаще всего песня начинается с высокого «хии», затем следуют несколько более низких одинаковых звуков, получается начало песни наподобие «хии-чер-чер-чер...». Песня довольно меланхолична. Поют все светлое время суток, но наиболее активно — на зорях, причем утром начинают петь еще почти в полной темноте. В северной тайге и лесотундре наиболее активно поют ночами. Сигнал беспокойства — чистое свистовое «фюить», а также «фюить-тиктик» или «фюить-тик», или только «тиктик», или целые серии потрескивающего «тиктиктик...». При сильном беспокойстве — резкое «пить-пить-пить...».