Le jaguarondi est un chat au corps tout en longueur avec ses petites pattes fines et sa longue queue mince. La tête, petite et aplatie, porte de petites oreilles arrondies. Les yeux de couleur bleue à ambre foncée sont rapprochés et cerclés de poils clairs.
Le jaguarondi mesure de 77 à 140 cm de long, dont 33 à 60 cm pour la queue, soit environ 40 % de la longueur totale. La hauteur au garrot peut atteindre 55 cm, mais varie généralement entre 30 et 40 cm de hauteur. Le jaguarondi pèse entre 3 et 9 kg, les femelles sont plus petites que les mâles. Par exemple, au Belize, les femelles pèsent en moyenne 4,4 kg et les mâles 5,9 kg.
La robe est unie, on en distingue trois couleurs distinctes : une coloration brun-gris, une dans les tons roux à rougeâtres et la dernière est noire du fait du mélanisme. Bien que l'on rencontre plus fréquemment les formes grises et noires en milieux humides et les formes rousses en milieux arides, il arrive que dans une même portée naissent indifféremment des jaguarondis roux et des brun-gris. Le terme « eyra » s'applique essentiellement à la forme rousse, dont on pensait autrefois qu'il s'agissait d'une espèce différente du jaguarondi. Le poil n'a pas la même teinte sur toute sa longueur, d'où une impression de changement de couleur lorsqu'il se hérisse : chez les chats domestiques, on dit que ce type de robe présente un « ticking » ou est « agouti ».
Une étude génétique sur plusieurs allèles responsables du mélanisme révèlent que la forme rousse est ancestrale et que la robe foncée est le résultat d'une évolution.
Le jaguarondi naît tacheté et prend sa coloration unie rapidement.
Les rares animaux avec lesquels il peut être confondus sont le puma, qui partage sa robe unie mais qui est beaucoup plus gros, et la tayra dont la queue est plus fournie.
