De bruine rat, ook wel rioolrat genoemd, is plomper en robuuster dan de zwarte rat. Het lichaamsgewicht van geslachtsrijpe dieren is 200-500 g en de kop-romplengte 19-30 cm. De ogen zijn relatief kleiner dan bij de zwarte rat. De oren, 18-23 mm groot, zijn dik, rond en kort behaard. Naar voor geplooid reiken ze hoogstens tot aan de achterste ooghoek. De achtervoet is stevig gebouwd en meet 35-45 mm. De staart, met een lengte van 15-22 cm en 163-205 ringen, is gewoonlijk korter dan de kop-romplengte, in tegenstelling tot bij de zwarte rat. De kleur van de vacht is variabel: meestal geel- tot grijsbruin op de rugzijde, de flanken veelal lichter gekleurd en de buikzijde vuilwit tot grijs. Er komen verschillende kleurvarianten voor: naast albinisme ook volledig zwart of zwart met witte vlek op borst en voorpoten.
