Venäläisten piirteet vaihtelevat alueen ja etnisyyden mukaan. Sukututkijoiden mukaan etniset venäläiset ovat ulkonäöltään samankaltaisia kuin puolalaiset ukrainalaiset ja slovenialaiset, pääosin vaalea iho, ohuet huulet, kapeat kulmakarvat ja leveäkärkiset ulkonevat nenät. Venäläinen hiusväri on tyypillisesti tuhkanruskea tai tummanvaalea, jossa on joko suora tai hieman aaltoileva rakenne. Kiharat hiukset ovat harvinaisempia etnisten venäläisten keskuudessa. Niiden pituus on yleensä keskimääräinen tai sitä korkeampi.
Pohjois- ja etelävenäläisillä on joitain fyysisiä eroja ominaisuuksissaan sukujuurensa vuoksi. Pohjoisvenäläisillä on enemmän suomalaista perintöä ja piirteitä ja etelävenäläisillä enemmän saksalaista perintöä ja piirteitä. Yhteisiä esi-isiä ovat itäslaavilaiset maat. Etelävenäläiset ovat tyypillisesti tummempia kuin pohjoisvenäläiset; tummat hiukset ja silmät ovat yleisempiä etelävenäläisillä. Ulkonevat poskiluut ovat yleisempiä etelävenäläisillä kuin pohjoisvenäläisillä, mutta kulmikkaat kasvojen piirteet ovat yleisiä molemmilla alueilla. Nature.comin European Journal of Human Genetics -julkaisun mukaan etniset venäläiset ovat kaiken kaikkiaan pitempiä ja painavampia kuin aasialaiset. Etnisillä venäläisillä on lihaksikas rakenne, joka on samanlainen kuin muiden slaavikansojen kotoisin. Venäläisten fyysisten ominaisuuksien monimuotoisuus riippuu pääosin heidän alueestaan tai alkuperästään, mutta venäläiset ovat yleisimmin vaaleaihoisia, vaaleat hiukset ja silmät sekä keskimääräistä paremmat.
