Os pica-paus-de-cabeça-vermelha estão entre os maiores pica-paus da América do Norte. Os adultos medem 40 a 48 cm de comprimento, com envergadura de 66 a 76 cm. Apresentam plumagem preta e branca marcante, uma proeminente crista vermelha no topo da cabeça e listras brancas que vão da base do bico até os lados do pescoço. As asas são pretas com marcas brancas visíveis em voo, e a cauda é preta com pontas brancas. Possuem bico longo e cinzelado e patas fortes com dois dedos para frente e dois para trás, ideais para agarrar troncos.
Os pica-paus-de-cabeça-vermelha do leste têm plumagem majoritariamente preta com marcas brancas limitadas nas asas, enquanto as aves do oeste exibem branco mais extenso nas asas e às vezes parecem ter costas brancas em voo.