Очень мелкая (значительно меньше воробья) птица с тонким, изогнутым клювом, относительно длинным хвостом и покровительственной окраской. Длина тела 12,5 см, масса 7–10 г. Относительно молчаливая и малозаметная птица. Чаще всего пищуху можно наблюдать лазающей по стволу дерева, при этом птица двигается по нему снизу вверх, поднимаясь по спирали. Встречается поодиночке или парами, нередко входит в состав смешанных синичьих стаек. Летает плохо и неохотно.
Самец и самка окрашены одинаково. Общий тон верха коричневато-бурый, рыжеватый в области спины и надхвостья. По темному фону равномерно распределены светлые пестрины, мелкие на голове и более крупные на спине. Хорошо заметна светлая бровь, начинающаяся от основания клюва и заканчивающаяся далеко позади глаза, фактически уже на шее. Уздечка и глаз черные, на кроющих перьях уха развит чешуйчатый рисунок из светлых каплевидных пестрин. Клюв умеренно длинный, тонкий, изогнутый книзу. Надклювье темно-бурое, подклювье желтоватое. На крыле сложный рисунок из сочетаний черного, рыжевато-коричневого и белого цветов. Низ тела белый. Хвост клиновидный, рыжевато-коричневый.
Молодые птицы очень похожи на взрослых, но их окраска в целом более тусклая. Верх тела выглядит чешуйчатым из-за того, что по центру контурных верха развиты широкие светлые поля, с четкими темными краями.
От поползней отличается более мелкими размерами, формой клюва, хвоста, а также коричневато-бурой окраской оперения. При движении по поверхности дерева пищуха опирается на хвост подобно дятлам и практически никогда не перемещается по стволу вниз головой, что в свою очередь очень часто делают поползни.
На большей части рассматриваемого региона является единственным видом пищух. Однако на западном Кавказе, вдоль черноморского побережья от Джанхота до границы с Абхазией, обыкновенная пищуха живет бок о бок с видом-двойником — короткопалой пищухой. Надежно отличить их друг от друга можно лишь по комплексу признаков, держа птиц в руках или имея качественные фотографии.
У обыкновенной пищухи клюв более короткий, а когти (особенно на заднем пальце) более длинные, чем у короткопалой. Светлая бровь обыкновенной пищухи белого цвета, четкая и широкая, передние края бровей часто сливаются над основанием клюва. Окраска брюха у обыкновенной пищухи белая, без рыжеватого цвета на боках.
Очень важным определительным признаком является голос, в частности позывки обоих полов и песня, исполняемая самцом. Позывки обыкновенной пищухи весьма однообразны, чаще всего это протяжный тонкий свист «срррии…», с хорошо выраженной «вибрирующей» составляющей, реже — короткие, отрывистые крики «сии…» или «тии…». Нередко позывки составляют длинную серию. Песня обыкновенной пищухи — тихая, относительно длинная сложная свистовая фраза с трелью на конце.