Spośród innych dzięciołów wyróżnia go czerwone ubarwienie wierzchu głowy. Intensywność czerwieni i jej zasięg jest taki sam u ptaków dorosłych i młodocianych. Podobnie jak u pozostałych dzięciołowatych ma budowę sterówek, która nawiązuje do typu żerowania. Są one ostro zakończone i sztywne. Gdy się wspina, zawsze głową ku górze, ptak opiera się na sterówkach. Pełnią one też rolę sprężyny, kiedy dzięcioły kują dziobem w drewno. W porównaniu z dzięciołem dużym jest mniejszy i ma delikatniejszą sylwetkę, choć równie pstre ubarwienie. W odróżnieniu od tego pokrewnego gatunku jest bardziej skryty i płochliwy. Aktywny w dzień, w parach trzyma się tylko w okresie lęgowym – poza nim żeruje samotnie. Z kolei dość słaby dziób i gorzej rozwinięte mięśnie szyi dzięcioła średniego pozwalają wykuwać mu dziuple głównie w próchniejących konarach. Jest wielkości szpaka.
Głos Różni go od innych dzięciołów rzadkie bębnienie wiosną (w okresie przedlęgowym od lutego do kwietnia), które zastępuje jękliwymi odgłosami – skrzeczeniem „kwe”. Robią to ptaki obojga płci. Powtarzane okrzyki służące długodystansowej komunikacji i do porozumiewania się pomiędzy partnerami i rodzeństwem przypominają „gig geg geg”.
Wymiary średnie Długość ciała ok. 20–22 cm Rozpiętość skrzydeł 29–39 cm Masa ciała ok.