Testhossza50-60 centiméter, szárnyfesztávolsága 105–130 centiméter és testtömege 900–1900 gramm. A tojó nehezebb, mint a hím. Ez a faj a legnagyobb a sólymok között. A tollazat a majdnem fehértől (főleg Grönlandon) szürkésbarnáig, vagy szürkéig (különösen Skandináviában) változik. A madár mellkasán nyílhegy alakú rajzolatok láthatók. A faroktollak hosszúak, szélesek, gyakran csíkozottak. Ülés közben túlnyúlnak az evezőtollakon. Az északi sólyom felső csőrkávájának elülső szélén van a „sólyomfog”; ez egy kiszögellés, amely az egész családra jellemző és a zsákmány megölésére szolgál. Egy fészekaljban több színváltozatú fióka is lehet.