La taille et les proportions des adultes dépendent de l'âge, du sexe, de la nourriture, et de la région. En général, les koalas vivant sous les climats les plus froids, sont plus gros et disposent d'une fourrure plus foncée et plus dense que ceux des régions plus chaudes. Mais il existe des exceptions. Ainsi, dans le fécond État de Victoria, les adultes pèsent jusqu'à 14 kg pour les mâles et 11 pour les femelles. Les poids moyens des individus vivant dans le nord sont plus faibles : jusqu'à 12 kg pour les mâles et 8 pour les femelles. Les koalas du Queensland, terre aride, sont en général plus petits : 8 kg pour les mâles et 6 pour les femelles.
Il vit en moyenne 20 ans.
Comme tous les membres des diprotodontes, les pattes arrière des koalas ont l'index et le majeur fusionnés en un seul doigt, mais qui porte tout de même deux griffes.
La poche marsupiale des femelles est bien développée et s'ouvre par l'arrière, comme chez les vombatidés. Elle ne contient que deux tétons pour alimenter le bébé. Les oreilles sont rondes, poilues, et le nez, glabre, est très bombé. Autre particularité des Phascolarctidés, partagée avec les vombatidés, les embryons sont alimentés pendant la première partie de leur vie par un placenta allantoïdien.
Son comportementSon métabolisme est lent. Il dort presque vingt heures par jour mais peut se déplacer rapidement et efficacement s'il se sent menacé.
Bien qu'habituellement discret, en période de reproduction le mâle peut émettre un son très grave qui plaît beaucoup aux enfants (humains) tentés de l'imiter.