La Mésange charbonnière est une grande mésange, la plus grande de celles auxquelles nous sommes confrontés dans l'ouest du continent. Elle est remarquable par sa tête noire à larges joues blanches. L'œil très sombre est noyé dans ce noir. Le dessus du corps, manteau et dos, est verdâtre avec une zone plus claire sur la nuque. Les ailes et la queue sombres sont d'un gris nettement nuancé de bleu. Une barre alaire blanche se distingue sur les grandes couvertures alaires. Les parties inférieures sont jaunes mais s'éclaircissent vers la queue. L'arrière des flancs est gris. Le bas-ventre et les sous-caudales sont blancs avec un trait noir médian sur ces dernières. Un bandeau noir médio-ventral court de la gorge au ventre, large et d'un noir profond chez le mâle adulte, plus restreint et plus irrégulier chez la femelle.