De azuurmees is met een lengte van ongeveer 13 centimeter even groot als de bekendere koolmees (Parus major). De kleur is grotendeels wit met een opvallende zwarte koptekening die naar het oog toe loopt. Ook heeft hij een opvallende staart met blauwe tint waaraan de naam te danken is (cyanus betekent blauw). De vleugels zijn grijsachtig zwart.