Arnab merupakan mamalia bersaiz kecil atau sederhana, mengikut spesiesnya, iaitu sekecil Brachylagus idahoensis yang panjangnya 25–29 cm dari kepala hingga ekor, dan beratnya sekitar 300 gram, hingga sebesar Lepus europaeus yang mencapai kepanjangan 50–76 cm dan berat 2.5 hingga 5 kilogram. Bulu arnab biasanya tebal dan lembut, berwarna perang, kelabu, atau kuning pucat. Ekornya berbentuk segumpal kecil bulu berwarna keperangan (berhujung putih bagi arnab ekor kapas).[5] Arnab liar tidak ketara perbezaannya dari segi kadaran tubuh atau cara berdiri, dengan tubuh badan yang montok dan berbentuk telur.

Arnab merupakan haiwan digitigrad, iaitu berjalan secara menjengket. Arnab mempunyai sepasang kaki belakang berjari empat yang panjang, dan kaki hadapan berjari lima yang lebih pendek (termasuk kuku embun pada tapak kaki).[6] Arnab mempunyai kaki belakang yang besar dan kuat. Tapak kakinya berbulu supaya mudah mencengkam tanah ketika berlari, apatah lagi dilengkapi kuku yang kuat di kesemua jari kakinya.

Arnab juga terkenal dengan telinga yang panjang dan boleh digerakkan, serta deria pendengaran yang hebat sekali. Matanya besar dan penglihatannya bagus pada waktu malam, mencerminkan kehidupan arnab liar sebagai haiwan nokturnal (berjaga malam) atau krepuskul (berjaga senja).[7] Telinga arnab yang sepanjang 10 cm (4 in) atau lebih, mungkin merupakan kesan adaptasi untuk mengesan pemangsa.

Arnab mempunyai dua peranggu gigi acip, iaitu satu di depan dan satu lagi di belakang. Oleh yang demikianlah arnab sebenarnya tidak tergolong dalam rodensia.[8] Carl Linnaeus pernah menggolongkan arnab dan rodensia dalam kelas Glires; tetapi mereka berdua kemudian diasingkan kerana ramai sekali yang berpendapat bahawa keserupaan sesama mereka adalah hasil evolusi tumpuan. Akan tetapi, analisa DNA terkini serta penemuan leluhur sepunya telah menyokong hujah bahawa arnab dan rodensia sama keturunan, oleh itu kedua-duanya sekali dianggap tergolong dalam satu superkelas iaitu Glires.[9]

Arnab merupakan haiwan pencerna usus belakang, yakni kebanyakan proses pencernaan arnab berlaku di dalam usus besar dan usus buntunya. Dalam tubuh arnab, sekum adalah 10 kali besar perut. Sekum dan usus besar membentuk kira-kira 40% saluran pencernaan arnab.[10] Perototan sekum yang unik ini membolehkan salur ususnya menapis bahan berserabut daripada bahan yang lebih mudah dicernakan; bahan berserabut itu dikumuhkan dalam bentuk tinju, manakala bahan yang lebih berkhasiat itu dibubuh dalam lapis mukus dalam bentuk sekotrop (tinja malam). Sekotrop ini kaya dengan zat galian, vitamin dan protein yang diperlukan untuk kesihatan arnab. Arnab memakan bahan kumuh ini untuk memenuhi keperluan khasiatnya; lapisan mukus membolehkan khasiatnya melalui perut yang berasid untuk dicernakan dalam usus. Proses ini membolehkan arnab menyarikan khasiat-khasiat yang diperlukan dari makanannya.[11]

Arnab merupakan haiwan mangsa, oleh itu ia sentiasa peka terhadap persekitarannya. Jika berdepan dengan kemungkinan ancaman, arnab berhenti bergerak dan memperhatikan sekitarnya, kemudian mengingatkan arnab-arnab lain dalam sarang dengan berdetap-detup sekuat-kuatnya di atas tanah. Arnab mempunyai medan penglihatan yang sangat luas, cukup berguna untuk mengimbas persekitaran di atas kepalanya.[12] Arnab terlepas dari pemangsa dengan menggali tanah, meloncat pergi secara gerak siku keluang, dan memberikan sepakan yang kuat dengan kaki belakang sekiranya ditangkap. Gigi yang kuat juga membolehkan arnab menggigit musuh untuk melepaskan diri daripada pergelutan.[13]

Evolusi

Spesies arnab tertua yang dikenal pasti setakat ini berasal dari akhir zaman Eosen, ketika famili arnab ini sudah berada di Amerika Utara dan Asia. Sepanjang perjalanan evolusinya, kelompok ini semakin menyesuaikan diri dengan kehidupan berlari dan meloncat dengan pantas. Misalnya, Palaeolagus, spesies arnab pupus dari epok Oligosen di Amerika Utara, mempunyai kaki belakang yang lebih pendek daripada arnab zaman sekarang (menandakan bahawa ia mungkin lebih pandai berlari daripada meloncat) tetapi selain itu sama sifatnya dengan arnab moden[14].