叉尾太陽鳥（指名亞種）雄性成鳥頭頂至後頸間為綠色，具金屬光澤，背羽絨黑，腰呈鮮黃色，翅為暗褐色，外緣以橄欖黃，尾上覆羽和中央尾羽金屬綠色，在不同折光下或呈藍紫色，中央尾羽羽軸先端延長如針狀，外側4對尾羽具清晰純白端斑和翠綠色羽緣；眼先、頰、耳羽概黑，頭側或渲染褐紅色，髭紋翠綠而具金屬光澤，或呈輝紫色，頦、喉、上胸暗褐紅，下胸橄欖黃，有時染以灰褐色，下體淺綠黃色不鮮亮，近下胸處渲染灰色，脅部絲白或微綴黃色，翅下覆羽白色。雌性成鳥冠部或冠部羽基灰褐至褐色，上體橄欖黃染綠，兩翅暗褐，狹緣以橄欖黃，尾羽褐黑，中央尾羽羽軸不延長，外側尾羽具明顯的白色羽端，向外漸形大；眼先灰黑，頭側淺橄欖綠，頦、喉或為灰綠色，胸部呈較深灰綠黃，腹部為灰綠色，漸轉淺淡，尾下覆羽淡乳黃或乳白色。幼鳥冠部羽基隱約可見暗褐色，頭、頸兩側灰綠，下體羽毛呈絨狀；喉灰微沾黃綠，胸部黃綠色較深，腹和兩脅淡黃，餘與雌性成鳥相似。華南亞種與指名亞種在其特殊的尾形和羽色上均相近似；華南亞種雄性成鳥背橄欖綠，喉與胸皆赭紅，雌性成鳥上體橄欖黃綠色，較指名亞種鮮亮，兩個亞種下體羽色均不穩定，羽色變異與季節、分佈高度無關。叉尾太陽鳥體型纖細；嘴細長下彎，上下嘴緣先端約1/3呈細鋸齒狀；翼短圓，第一枚初級飛羽短小，尾呈楔形；跗蹠纖細而長，具盾狀鱗。雄性成鳥體重5.0～7.0克，全長9.5～11.5釐米，翅4.5～5.5釐米，尾4.0～5.2釐米；雌鳥體重4.5～7.0克，全長7.9～10.0釐米，翅4.2～4.8釐米，尾2.5～3.0釐米。