绿头辉椋鸟长约20厘米，翼长9.8-10.3厘米，尾巴长6.3-6.8厘米，嘴峰长1.3厘米，脚长2.5厘米。它们一般都呈灰褐色。雄鸟的头部至喉咙都呈光泽金属绿色。背部、臀部、上尾羽、腋下及下身都呈灰色，但下尾羽则呈白色。喙呈黑色，眼睛呈橙红色。雌鸟颜色相近，但绿色部份较沉色，灰色的颈部两侧有淡褐色的羽毛。下胸呈赭色，腹部及下尾羽呈黄白色。