海南黑冠长臂猿（别名海南长臂猿）为中型猿类，体矫健，体重7-10千克，体长40-50厘米，前肢明显长于后肢，无尾。毛被短而蓬松。胸腹部浅灰黄色，常染有黑褐色。

海南黑冠长臂猿的命名，是因为该物种头上长有一顶“黑帽”。雌雄异色。公猿通体黑色，体形比母猿略小，头顶有短而直立冠状簇毛，如怒发冲冠；母猿全身金黄，体背为灰黄、棕黄或橙黄色，头顶有棱形或多角形黑色的冠斑，恰似戴了顶小黑帽。雌雄均无尾，也无颊囊。

海南黑冠长臂猿一生中要变换几次颜色。刚出生的小猿是金黄色的，只有头顶正中有道黑线；长到6个月左右毛色开始变成黑色，首先是肩部、背部和手臂、臀部，然后再扩大到身体的其他部位，最后是腹部。到6-7岁性成熟，毛色才渐分雌雄，雌猿变成金黄色的着装，而雄猿却还是一身黑衣。雄兽的体毛完全变为黑色后就不再变化，但雌兽在达到性成熟的年龄时，毛色却又从黑色逐步变成淡黄色。雌猿由黑色变为黄色是一个渐进的过程，须一年多的时间方可完成，期间所呈现的，是一只不黑不黄的“灰猿”。