Мелкий длиннохвостый грызун типичного для рода облика. Длина тела составляет от 6,5 до 9,5 см. Хвост составляет не менее 60 % по отношению к длине тела (по другим данным — не менее 90 %, но в среднем равен длине тела[1]), покрыт роговыми чешуйками, расположенными кольцеобразно, и редкими короткими волосками (у крыс, для сравнения хвост полностью голый). Масса — 12—30 г. Уши округлые, небольшие. Окрас верхней части тела — тёмный, буровато-серых тонов; брюшко — от пепельно-серого до белого цвета[1]. У пустынных мышей окрас более светлый, желтовато-песчаный, брюшко белое. Среди одомашненных встречаются белые, чёрные, жёлтые, серо-голубые и пёстроокрашенные особи. У самок 5 пар сосков. Половой диморфизм выражен слабо.