炭治郎は平均的な身長の青年で、軽く日焼けした肌と、鍛え上げられた筋肉質の体格をしている。髪は無造作な黒髪で毛先が赤く（アニメでは毛先にかけて深紅に変わる黒）、額を出すように後ろに流している。目は大きく暗赤色で、下部は白みがかった深紅のグラデーションになっており、上部は著しく暗い。額の左上には特徴的な傷跡がある。 炭治郎は、大正時代の日本の軍服に似た標準的な鬼殺隊の隊服を着用している。隊服の色は漫画では黒、アニメでは赤褐色のマホガニー色で描かれている。立ち襟のボタン留めジャケットで、長袖、銀色のボタン、左胸にポケットがあり、背中には「滅」の文字が刻まれている。ジャケットの下には白い長袖の襟付きシャツを着ている。下衣は裁着袴で、腰には白いベルトを締め、脚絆でふくらはぎを固定し、隊服と同色の足袋を履いている。足元は赤い鼻緒の白い草履。その上に、彼を象徴する市松模様の羽織を羽織っている。背中には、日中の移動中に妹が眠るための大きな木箱（鱗滝左近次からの贈り物）を背負っている。

ピンク色の瞳、毛先が赤い黒髪、そして人を噛まないように咥えている竹の筒が特徴。自身のサイズを変えることができ、より強力な状態になると、肌に蔦のような模様が浮かび、角が生えた大人に近い姿へと成長する。 炭治郎の妹である。

驚くほど女性的な顔立ちをした筋肉質の青年で、普段は猪の頭の被り物をしている。短気で誇り高く、常に挑戦を求めているが、仲間に対しては非常に忠実である。

鮮やかな黄色の髪（元は黒髪だったが、雷に打たれて黄色に変わった）、黄色の瞳、そして焦茶色の鬼殺隊の隊服の上に黄色とオレンジのグラデーションの羽織を着ている。当初は泣き虫で女好きのように見えるが、その裏には死への深い恐怖と、仲間、特に禰豆子を守りたいという強い願いが隠されている。