Podobna muchołówka półobrożna ma niepełną obrożę i biało obrzeżony ogon. Również podobna muchołówka żałobna jest ubarwiona mniej kontrastowo (zamiast koloru czarnego występuje raczej ciemnoszarobrązowy), ma mniejszą plamkę na czole (a często dwie plamki), mniejsze lusterko na skrzydłach i brak obroży. Tymczasem muchołówka białoszyja oprócz szerokiej, białej obroży na szyi ma białą plamę na kuprze i większe białe plamy skrzydłowe, tzn. biel zaczyna się już od trzeciej, a kończy na piątej lotce pierwszorzędowej. Dodatkowo druga lotka pierwszego rzędu jest przeważnie dłuższa od piątej.
Samce w szacie spoczynkowej, samice i młode są bardzo do siebie podobne, o szarobrązowym grzbiecie i białym spodzie. Trudno je odróżnić od osobników muchołówki żałobnej. Z większej odległości obserwatorzy rozpoznają je po zupełnie innym śpiewie (odgłos ostrzegawczy jest znacznie wyższy) oraz sposobie wabienia. Ptak mniejszy od wróbla i wielkością zbliżony do modraszki, choć ma delikatniejszą budowę.