Это стройные животные, по величине сопоставимые с кошками. Длина тела составляет от 38 до 45 см, а чёрно-белый полосатый хвост насчитывает от 55 до 62 см, как правило хвост находится в некоем "спиральном" положении, (отсюда и название).
На спине шерсть окрашена в серый, иногда — розовато-коричневый цвет, конечности серые, голова и шея — тёмно-серые. Живот и внутренняя сторона лап белые, морда белая с тёмными треугольными пятнами вокруг глаз и чёрным носом. На хвосте 13 чёрных и белых полос. Длинный хвост служит кошачьим лемурам для сигналов между сородичами, в качестве распространителя запахов, а также для поддержания баланса при лазании и прыгании. Вес кошачьих лемуров может достигать 3,5 кг, при этом вес хвоста может быть более 1,5 кг.