Palmedue er liten due, cirka 25 cm lang, og har en lang stjert. Ryggen, vingene og stjerten er rødlig brun med innslag av blågrått på vingene. I flukt vises en tydelig kastanjefarga underside. Hode og underkroppen er rosaaktig, men går over til en hvit farge på buken. Den har svarte flekker på halsen. Føttene er røde. Begge kjønn er like i utseende, ungfuglene er mer rustfarga enn de voksne individene, og har mindre svarte flekker på halsen.