Egyik legnagyobb békafajunk, a nőstény nagyobb (12-13 cm) a hímnél (8-9 cm). Feje széles, orra lekerekített, a két szem közötti rész lapos. Dobhártyája kicsi és alig látható. A szeme mögött a fej két oldalán nagy és feltűnő, sima felületű, bab alakú fültőmirigy látható. A barna varangy bőre durva tapintású, szemölcsös. A hátoldal színe vöröses- vagy szürkésbarna, esetleg zöldes árnyalatú. A hasoldal világos, piszkosfehér vagy enyhén sárgás, sötétebb márványozott mintával. A lábujjakon páros ízületi gumók helyezkednek el. Párzási időszakban a hímek mellső lábain az első három ujj belső felületén szürkésfeketés párzási duzzanat látható.

A barna varangy hangja: