陇南桦蛾的翅展57mm。体中型，精壮。头部深褐色，眼与下唇须黑色，触角棕褐色，翅银灰色，腹部棕色。复眼大，下唇须伸向前方，触角双栉状，栉枝细长并密生纤毛；喙退化。
胸部密被长毛；足的腿、胫节具长毛，前足胫节内侧有一片状前胫突；腹部短宽。前翅前缘直，中央略凹，外缘稍呈现弧形，外缘线波状，亚缘线宽波状；中室端有1个近圆形的黑斑，其外上方有一黑色小圆斑。后翅无翅缰，中室外端有一浅色黑斑，外缘有2条褐色波纹。外生殖器基部宽，端部稍钝，爪形突背基缺成对杯状突起，抱器背脊较陡削，抱器腹脊中央强烈骨化，中央突出部分下方凹缘。
据记载，过去有人认为暂归入大蚕蛾科中，以后又放入桦蛾科中，但对其
分类地位仍有不同看法。有关本种的雌性与生活史尚不清楚。