Eikespinneren er en ganske stor (vingespenn 58 – 90 mm) og kraftig spinner. Hunnen er større og mye tyngre enn hannen. Også utseendemessig er det stor forskjell mellom kjønnene: hannen er mørk rødbrun og har kraftige, fjærformede antenner som er ca. halvparten så lange som forvingene og en forholdsvis slank bakkropp. Hunnen er okergul, med spinkle antenner som er ca. 1/3 så lange som forvingene, og en tykk, pølseformet bakkropp. Begge kjønn har et lite hode med reduserte munndeler, hårete fasettøyne, en kropp som er tett kledt med ganske lange hår, en liten, hvit flekk midt i forvingen og et hvitgult tverrbånd som går over begge vingeparene.