Наиболее заметный определяющий признак, благодаря которому птица приобрела своё родовое название «горихвостка» — ярко-рыжее надхвостье и такой же рыжий с тёмной продольной полосой посередине, постоянно подёргивающийся хвост. Эти особенности характерны для обоих полов, равно как и для других видов рода Phoenicurus. В остальном окрас самцов и самок заметно различается, однако по сравнению с обыкновенной горихвосткой в целом выглядит более тёмным, как будто вымазанным сажей. У самца в верхней части тела и на груди преобладают чёрные тона, с более светлым пепельно-серым верхом головы и тёмно-серой спиной. Брюшко у европейских популяций светло-серое, у азиатских одного тона с хвостом — рыжее, что делает их более похожими на обыкновенную горихвостку. Европейские самцы также выделяются отчётливым белым пятном на крыле, которое однако может иметь различную форму либо в отдельных случаях быть не выраженным вовсе.
Самки похожи на самок обыкновенной горихвостки, однако без рыжеватых оттенков на груди и боках: общая окраска серовато-бурая, более монотонная по сравнению с самцами. Молодые птицы похожи на самку. Радужная оболочка у обоих полов тёмно-коричневая.