Сова довгохвоста ще називають уральською. Спочатку цей вид був відкритий саме на Уралі, тому і закріпилася така назва. Сова великих розмірів, світло-сірого забарвлення з довгим клиноподібним смугастим хвостом і широкими крилами без темних плям на згинах. Коли птах сидить, хвіст виступає далеко за кінці складених крил. Має великі чорні очі. Дзьоб жовтий. Лицевий диск сірий, обрамлений вузькою білуватою смугою. Між очима валики, утворені білим пір’ям у вигляді вертикальних брів у формі півмісяця, повернутих «ріжками» від дзьоба досередини лицевого диска. Пір’яні «вушка» відсутні. На грудях малюнок з довгастих темних плям по білому або сірувато-білому фоні. Самки більші за самців, але такого ж забарвлення. Довжина тіла: 50—59 см, розмах крил: до 115 см, маса самців: 540—730 г, самок: 720—1200 г.