Le pelage du puma est uniforme (concolor signifie « d'une seule couleur »), même si l'on devine parfois des rayures sur ses membres antérieurs[1]. Sa couleur reste dans les tons fauves et varie du brun roux dans les régions tropicales au gris jaune dans les régions arides. Le dessous du corps est plus clair, allant de la couleur crème au blanc[2].
La longueur des poils dépend du milieu naturel dans lequel l'animal vit : ils sont rudes et courts dans les régions chaudes et longs dans les régions froides. Les cas d'albinisme sont rares, mais les cas de mélanisme sont fréquents[3].
En moyenne, le mâle mesure entre 1 mètre et 2,30 mètres, le record étant de 2,90 mètres, queue comprise[1]. Celle-ci représente un tiers de la taille de l'animal[4]. La masse du puma est comprise entre 25 kg et 100 kg ; le plus gros individu connu pesait 120 kg[3]. Sa taille varie de 60 cm à 76 cm à hauteur à l'épaule[4],[3]. La femelle est plus petite (de 0,95 m à 2,10 m) et moins lourde (environ 35 kg à 48 kg[3]). En outre, les espèces de pumas se différencient par leur taille : les plus grands spécimens vivent dans les montagnes Rocheuses et en Patagonie, alors que l'on rencontre les plus petits dans les régions proches de l'équateur. La taille augmente au fur et à mesure que l'on s'éloigne de cette ligne.
La silhouette du puma est fine et musclée et son postérieur est plus haut que sa tête ce qui lui permet de sauter facilement. Sa longue queue (entre 53 cm et 81 cm[5],[6]), plus foncée à son extrémité, est l'une des caractéristiques du puma. Enfin, il possède des griffes longues, pointues et rétractiles, et quatre doigts. Ses pattes de derrière sont plus larges et puissantes que celles de devant, ce qui lui permet de bondir efficacement et d'avancer aisément dans la neige ou sur un terrain escarpé.
Le puma possède une petite tête de forme arrondie munie d'oreilles courtes et écartées qui lui donnent une acuité auditive exceptionnelle. La puissance de ses mâchoires est plus grande que celle de n'importe quel chien. La fourrure du menton est blanchâtre ainsi que le museau. La truffe est rose et son odorat est très développé. La couleur des yeux varie du vert au jaune ambré et son champ de vision est très large [7]. Le puma est capable de bien voir dans l'obscurité.
Le puma peut courir jusqu'à 50 km/h, c'est-à-dire beaucoup moins vite qu'un guépard. Mais ses qualités physiques lui permettent de franchir jusqu'à sept mètres[6] d'un bond à partir d'une position fixe, et sauter jusqu'à deux mètres cinquante en hauteur. Il se déplace en silence. C'est un animal qui nage bien, mais il ne le fait qu'en cas de menace. Pour les besoins de la chasse ou en cas de menace, il est capable de grimper aux arbres et de faire preuve d'une grande agilité. Le puma a peu de prédateurs, mais en Amérique centrale et Amérique du Sud, il peut être attaqué par le jaguar et l'anaconda. En Amérique du Nord, il peut se trouver confronté à la puissance incontestable d'un grizzly ou à l'attaque d'une meute de loups.
Les cris du puma diffèrent selon les circonstances : ils peuvent être très aigus et ressembler à un sifflement en période de rut [8] ; ils peuvent faire aussi penser à un fort ronronnement. Pendant la saison de l'accouplement, les pumas émettent des sortes de miaulements puissants[9],[4]. Le puma ne rugit pas en raison de l'ossification totale de son appareil hyoïde [10]. Il émet un gémissement aigu pour menacer les intrus osant s'aventurer sur son territoireLes pumas sont carnivores (voir tableau ci-dessous), ils attaquent en général les grands mammifères comme les cerfs ou les élans mais aussi des animaux plus petits s'ils en ont besoin, il leur arrive même de pêcher ou de se nourrir d'insectes [12] ou de lézards[6]. En moyenne, un puma d'Amérique du Nord consomme un cerf tous les sept à dix jours, parfois plus pour une femelle avec des petits[13]. En Amérique latine, les pumas subissent la concurrence des jaguars qui ne leur laissent que des proies de taille moyenne. Enfin, le puma peut tuer des animaux d'élevage (chevaux, moutons, vaches, chèvres, etc.)[12].
Les pumas chassent seuls, à l'aube ou au crépuscule, le jour en montagne[6]. Ils traquent leur proie et l'approchent par derrière. Les pumas peuvent fondre sur un animal du haut d'une branche : c'est la chasse à l'affût. Ils tuent leur proie en mordant la base du crâne, brisant ainsi le cou de leur victime. Ils peuvent ainsi s'attaquer à des animaux beaucoup plus gros qu'eux. Ils enterrent ensuite la carcasse ou la recouvrent partiellement afin de la protéger quelques jours des charognards avant de revenir pour s'en nourrir.
Les mâles adultes occupent un territoire moyen de 250 km² qui est marqué par leur urine, leurs déjections ou des traces de leurs griffes sur les troncs, accompagnées d'un marquage odorant ; comme les autres félins, le puma possède des glandes sudoripares au niveau des pelotes digitales et plantaires. Le territoire du puma s'étend de 100 à 1000 km²[9]. Celui des femelles est plus restreint, en général moins de 100 km², ce qui implique que le territoire d'un mâle comprend plusieurs territoires de femelles.
