흰머리수리는 키가 71~96 센티미터, 날개 길이가 168~244 센티미터에 이를 만큼 덩치가 크며 무게는 3~6 킬로그램이 나간다. 암컷은 덩치가 수컷보다 25 퍼센트만큼 더 크다. 다 자란 흰머리수리는 몸이 갈색이고 머리와 꼬리가 희며 홍채가 샛노랗다. 또, 발에 발톱이 있으며 부리는 ㄱ자꼴로 굽어 있다. 아성체는 발이 노란 것만 빼면 온통 갈색으로 되어 있다. 암컷과 수컷의 깃털에 퍼져있는 빛깔은 서로가 매우 비슷하다. 흰머리수리는 주로 물고기를 먹지만 조류나 파충류, 포유류 등을 포식하기도 한다. 위로부터 와락 덥치면서 발톱으로 물고기를 움켜쥐고 물 밖으로 건져내면서 사냥한다. 4~5년이 지나면 성적으로 성숙한 상태가 된다. 야생에서 흰머리수리는 길면 30년을 살지만 사육을 거치면 45년 정도로 늘어나 더 오래 살아 남기도 한다. 흰머리수리는 북아메리카 새들 가운데 가장 큰 둥지를 치며 최대 4 미터 깊이에, 2.5 미터 너비를 가지며 1 톤 정도의 무게가 나간다.
