体型最大的物种之一，身长通常可以达到80至100毫米，且雄性相对于雌性较小。眼球与耳鼓均较大，瞳孔呈水平状。四肢长，趾间均有蹼，四肢间也有由皮肤伸展形成的薄膜。借助这些结构，黑掌树蛙可以从树上滑翔至地面。黑掌树蛙的背面呈有光泽的亮绿色，腹面呈白色至淡黄色，后肢内侧趾背侧以及四肢趾间蹼靠近外缘的一小部分呈亮黄色，而蹼靠近掌的部分以及身体两侧的两个斑点则呈煤黑色。总体来说，黑掌树蛙看起来类似黑蹼树蛙（"R. reinwardtii"）以及（"R. kio"），但比这两个物种的体型更大，而且蹼上的条纹也不呈橘