Kjernebiteren er en stor finkefugl med en kroppslengde på 18–19 cm og en kroppsvekt på 50–60 gram. Vingespennet er 29–33 cm. Den har et uforholdsmessig stort hode og et svært kraftig nebb. Nebbets trykkraft er 30–48 kg. Hannfuglen har klare farver med lys brun overgump, mørk brun rygg, grå nakke, lyse brune kinn og brunt hode. Halespissen er hvit. Undergumpen er hvit og undersiden er gråbrun med en sort strupeflekk. Den har en mørk tegning fra nebbet og rundt øynene. Vingene er sorte med hvite vingebånd. Hunnen er litt mindre enn hannfuglen. Den har de samme farvetegningene, men farvene er mere duse.