Prisen består av en medalje, et diplom og en pengesum. Medaljen er i gull (inntil 1979 i 23 karat, deretter i 18 karat) og er 66 mm i diameter. På adversen bærer medaljen Alfred Nobels venstrevendte portrett. Til venstre står innskriften «ALFR • / NOBEL» over to linjer og til høyre over seks linjer innskriften «NAT• / MDCCC / XXXIII / OB • / MDCCC / XCVI» (Nobels fødselsår 1833 og dødsår 1896). Reversen bærer et motiv der en sittende kvinnefigur støtter en yngre kvinne med den ene armen og med den andre holder et kar som fylles med vann som springer ut fra en klippe. Den sittende kvinnen symboliserer medisin og har en laurbærkvist ved føttene. Den yngre kvinnen har en krukke og en slange, symboler for medisin, ved sin side. Det hele er omgitt av omskriften «INVENTAS • VITAM • IUVAT EXCOLUISSE • PER • ARTES» i øvre bue og «REG • UNIVERSITAS • MED • CHIR • CAROL •» i nedre bue. Innskriften i øvre bue er et sitat fra Vergils verk Æneiden: «inventas vitam juvat excoluisse per artes», som betyr «og de som forbedret livet på jorden med sine nyvunnede ferdigheter»." Innskriften i nedre bue står for Karolinska Institutet, som opprinnelig het Kongl. Carolinska medico-chirurgiska institutet og som plukker ut prisvinneren. Medaljen er utformet av Erik Lindberg i 1902.