Вес взрослых самцов 2, 1-3, 4 кг, самки мельче. Голова большая и широкая, приплюснутая, с бакенбардами. Уши очень большие и широкие, без кисточек.
Лапы у барханной кошки короткие, сильные. Стопы покрывает жёсткая шерсть, которая защищает подушечки лап от ожогов горячим песком, мех барханной кошки густой и мягкий, предохраняющий тело от низких ночных температур пустыни.