Voksne purpurhodeender er 38-45 cm lange, med blått nebb og gule øyne. Den voksne andrikken har et mørkt, purpurskimrende hode, sort bryst, lys grå rygg, sort stjert og hvit underside. Den voksne hunnen har et hvitt bånd ved nebbroten og brunt hode og kropp. Purpurhodeand er mindre enn Bergand, som den ellers lett kan forveksles med. Purpurhodeand har også en annen hodefasong, med en spiss bak på issen.