Brunstrupig solfågel är en medelstor och relativt kortnäbbad solfågel. Hanen har brunt ansikte, rödaktig strupe och blågrönt på hjässa och rygg. Honan är mer färglös med gul undersida, gråbrunt huvud och svaga ”glasögon” i ansiktet. Sången är ljus och sparvlik, återgiven i engelsk litteratur som ett "sweet-sweet!”. Bland lätena hörs ljusa ”tseep” och "sweep".
Brunstrupig solfågel delas vanligen in i 14 underarter med följande utbredning:
Tidigare behandlades gråstrupig solfågel (Anthreptes griseigularis) som en del av brunstrupig solfågel. Vissa urskiljer även underarten anambae med utbredning på Anambasöarna.