Middelhavsspurven blir cirka 15–16 cm lang og veier typisk 22–38 g. Hannen er ganske lik gråspurven, men har nøttebrun hette, mørkere rygg og større innslag av sort på vingefjærene. Brystet er dessuten dekket av mørke spetter. Hunnen er kan være vanskelig skjelne fra gråspurvhunnen, men hun har brystet dekket av lysegrå spetter. De to underartene er svært like, men er lysere enn nominatformen under myting (spesielt hunnen).