Harimau adalah hewan yang tergolong dalam filum kordata (mempunyai saraf tulang belakang), sub-filum vertebrata (bertulang belakang), kelas mamalia (berdarah panas, berbulu dengan kelenjar susu), pemakan daging (karnivora), keluarga felidae (kucing), genus panthera, dan tergolong dalam spesies tigris.

Harimau adalah jenis kucing terbesar dari spesiesnya, lebih besar dari sang raja hutan singa. Harimau juga adalah kucing tercepat kedua dalam hal berlari, setelah cheetah. Dalam keseluruhan karnivora, harimau adalah kucing karnivora terbesar dan karnivora terbesar ketiga keseluruhan, hanya setelah beruang kutub dan beruang coklat.

Harimau biasanya memburu mangsa yang agak besar seperti rusa sambar, kijang, babi, kancil, tetapi akan memburu hewan kecil seperti landak apabila mangsa yang agak besar itu tidak ada. Meskipun berasal dari keluarga yang sama, harimau berbeda dengan kucing biasa yang kecil, harimau sangat suka berenang, dan pada dasarnya kucing takut dengan air.

Harimau dikenal sebagai kucing terbesar, harimau berukuran seperti singa tapi sedikit lebih berat. Beda subspesies harimau memiliki karakteristik yang berbeda juga, pada umumnya harimau jantan memiliki berat antara 180 dan 320 kg dan betina berbobot antara 120 dan 180 kg. Panjang jantan antara 2,6 dan 3,3 meter, sedangkan betina antara 2,3 dan 2,75 meter. Di antara subspesies yang masih hidup, Harimau Sumatera adalah yang paling kecil dan Harimau Siberia yang paling besar.

Loreng pada kebanyakan harimau bervariasi dari coklat ke hitam. Bentuk dan kepadatan lorengnya berbeda-beda subspesies satu dengan yang lain, tapi hampir semua harimau memiliki lebih dari 100 loreng. Harimau Jawa yang sekarang sudah punah kemungkinan memiliki loreng yang lebih banyak lagi.

Pola loreng unik setiap harimau, dan dapat digunakan untuk membedakan satu sama lain, mirip dengan fungsi sidik jari yang digunakan untuk mengindentifikasi orang. Ini bukan, bagaimanapun juga, metode pengidentifikasian yang disarankan, terkait kesulitan untuk merekam pola loreng pada harimau liar. Sepertinya fungsi loreng adalah untuk kamuflase, untuk menyembunyikan mereka dari mangsanya.