黄腹树莺雌雄两性羽色相似。
上体概呈暗橄榄褐色,腰和尾上覆羽较淡;自鼻孔向眼上后方延伸至后颈的一条狭长的眉纹呈淡黄色、白色或皮黄色的;从嘴基穿过眼向后延伸至颈部的贯眼纹,呈暗褐色;眼先和耳羽和颊褐色和黄色相混杂,而黄色占得比例大得多;两翅和尾羽黑褐色,各羽外翈羽缘的棕褐色较鲜亮,两翅与尾表面与背同色,仅外侧飞羽羽缘更显棕色。
下体的颏、喉灰棕色或皮黄色沾灰;胸和两胁呈灰橄榄褐色;下体余部淡黄色,肛区和尾下覆羽浅黄色。
虹膜褐色;上嘴褐色或棕褐色,下嘴黄褐色或肉色;脚淡棕色或肉褐色。
指名亚种上体概呈橄榄褐色;颏、喉沾棕,胸和两胁呈灰橄榄色;西藏亚种体较棕,少绿色;腹和胁有较浓的黄色渲染;台湾亚种上体棕褐;喉和胸较少灰色。
大小量度:体重♂6-7g,♀7-7g;体长♂108-121mm,♀100-106mm;嘴峰♂9-10mm,♀9-10mm;翅♂51-58mm,♀49-54mm;尾♂49-51mm,♀45-52mm;跗蹠♂18-21mm,♀18-22mm。(注:♂雄性;♀雌性)