Le dimorphisme sexuel chez ces oiseaux est marqué par une corpulence plus importante de la femelle, comme chez beaucoup d’autres rapaces d’ailleurs, ainsi que par une différence de coloration du plumage. Le mâle présente un plumage blanc de base, avec très peu de tâches sur le reste du corps. En revanche la femelle possède un plumage blanc très fortement tachetée et rayée de noir sur les ailes, la queue et le ventre.
Comme chez beaucoup de rapaces nocturnes, les harfangs disposent d’un disque facial constitué de plumes, disposées de manière à former une sorte de parabole permettant d’amplifier les sons et de mieux les capter. Les conduits auditifs ne sont pas situés au même niveau au sein du crâne. Cette disposition décalée permet de localiser plus précisément d’où proviennent les sons et donc de mieux localiser les proies.
Les yeux du harfang des neiges sont jaunes, et ne tournent pas dans leurs orbites. Ainsi pour pouvoir voir autour de lui, cet oiseau doit donc tourner la tête pour évaluer son environnement. Sa vision binoculaire lui permet aussi de très bien évaluer les champs de profondeur, afin de pouvoir capturer ses proies.
Comme tous les rapaces nocturnes, le harfang des neiges vole silencieusement. Cette particularité est possible grâce aux plumes qui sont bordées de barbules disposés en peigne. Cette disposition permet de réduire le bruit lors des battements d’ailes.
Pour différencier un hibou d’une chouette, il faut vérifier la présence de petites plumes au sommet du crâne, que l’on nomme des aigrettes. Seuls les hiboux en possèdent et elles sont totalement absentes chez les chouettes. Chez le harfang des neiges, les aigrettes sont belles et bien présentent mais elles sont de taille réduite et repliées sur le crâne, elles sont donc à peine visibles. Le harfang des neiges est donc bien un hibou, et non une chouette.