Sungguhpun kecil sedikit berbanding Tyrannosaurus, Tarbosaurus adalah salah satu tyrannosaurids terbesar. Individu yang paling terkenal adalah antara 10 dan 12 meter (33 dan 39 kaki) panjang.[2] Jisim individu yang dewasa sepenuhnya dianggap setanding dengan atau sedikit lebih kecil berbanding Tyrannosaurus, sering dianggarkan sekitar 4-5 tan metrik.[3][4]

Tengkorak Tarbosaurus yang paling terkenal adalah lebih daripada 1.3 meter (4.3 kaki) panjang, lebih besar daripada semua tyrannosaurid lain kecuali Tyrannosaurus.[5] Tengkorak itu tinggi, seperti Tyrannosaurus, tetapi tidak begitu lebar, terutamanya ke arah belakang. Bahagian belakang tengkorak yang tidak tidak berkembang bererti bahawa mata Tarbosaurus tidak menghadap ke depan secara langsung, menunjukkan bahawa ia tidak memiliki penglihatan binokular Tyrannosaurus. Fenestra (bukaan) besar di tengkorak mengurangkan berat badannya. Antara 58 dan 64 barisan gigi terdapat pada rahangnya, lebih sedikit berbanding Tyrannosaurus tetapi kurang berbanding tyrannosaurids yang lebih kecil seperti Gorgosaurus dan Alioramus. Kebanyakan giginya berbentuk bujur, sungguhpun gigi premaxilla di hujung rahang atas memiliki seksyen keratan rentas berbentuk D. Gigi heterodon ini adalah ciri keluarga spesies ini. Gigi yang paling panjang terdapat di maxilla (tulang rahang atas), dengan puncak gigi sehingga 85 milimeter (3.3 inci) panjang. Pada rahang bawah, rabung pada permukaan luar tulang angular yang di artikulasi dengan bahagian belakang tulang dentari, mewujudkan mekanisme penguncian yang unik untuk Tarbosaurus dan Alioramus. Tyrannosaurids lain ketiadaan rabung ini dan mempunyai lebih banyak kelenturan pada rahang bawah.[6]

Tyrannosaurid bervariasi sedikit pada bentuk badan, dan Tarbosaurus juga tidak terkecuali. Kepala disokong oleh leher bentuk-S, manakala bahagian belakang tulang belakang, termasuk ekor panjang, dipegang secara mendatar. Tarbosaurus mempunyai kaki depan kecil, berbanding dengan saiz badan yang terkecil berbanding semua ahli keluarga spesiesnya. Tangannya mempunyai dua jari cakar setiap satu, dengan tambahan metakarpal ketiga yang tidak bercakar ditemui bagi beberapa spesimen, mirip dengan genera yang berkait rapat. Holtz telah mencadangkan bahawa Tarbosaurus juga mempunyai pengurangan jari IV-I theropod, "berkembang lebih lanjut" berbanding tyrannosaurid lain,[7] kerana metakarpal kedua pada spesimen Tarbosaurus yang dikajinya kurang dari setengah panjang metakarpal pertama (tyrannosaurid lain mempunyai metakarpal kedua kira-kira dua kali lebih panjang berbanding metakarpal pertama). Juga, metakarpal ketiga bagi Tarbosaurus adalah lebih pendek berbanding dengan tyrannosaurid lain; Dalam tyrannosaurids lain (seperti Albertosaurus dan Dasnelosaurus), metakarpal ketiga sering kali lebih panjang daripada metakarpal pertama, manakala pada spesimen Tarbosaurus yang dikaji oleh Holtz, metakarpal ketiga adalah lebih pendek berbanding yang pertama.[5]

Berbeza dengan forelimbs, kaki belanag adalah panjang dan tebal, menyokong badan dalam kedudukan dua kaki. Ekor yang panjang dan berat bertindak sebagai pengimbang kepada kepala dan batang badan dan meletakkan pusat graviti pada atas pinggul.[2][5]