La mésange à moustaches (son autre nom) est un oiseau de la taille de la Mésange charbonnière, avec une longue queue étagée rappelant la Mésange à longue queue. Le mâle, dans son plumage nuptial, a de très belles couleurs. La tête est gris-bleu, avec une longue moustache noire qui va du bec à la gorge. Cette moustache est d'autant plus impressionnante que les plumes qui la forment s'écartent nettement des autres plumes. Le dos est brun-roux, le dessous un peu plus clair, et les ailes sont marquées de deux champs blancs. La gorge est blanche, les sous-caudales noires. La femelle possède une tête brun ocré sans moustaches. La gorge est blanc sale, les sous-caudales chamois. Les mâles ont un bec jaune-orange alors que leurs partenaires l'ont brun grisâtre. Les jeunes ressemblent à la femelle, mais ils ont du noir sur le dos et sur la queue.