Pilfinken ligner gråspurvhannen, som riktig nok er litt større og kraftigere, og det er lett å ta feil av dem, men pilfinken kjennes imidlertid igjen på den svarte kinnflekken og den sjokoladebrune krona (gråspurvhannen har blygrå krone og mangler kinnflekken). På oversiden er fjærdrakten brunfarget med mørkere striper, men den har noe lysere brunfarge enn gråspurven og dessuten to smale lyse vingebånd. Pilfinken har dessuten en liten svart strupe/hake-lapp, i motsetning til gråspurvhannens større svarte brystflekk(smekke). Nebbet er konisk, som hos typiske frøetere, og i nebbvikene har den tydelige børstehår.