黑斑蛙头部略呈三角形，长略大于宽，口阔，吻钝圆而略尖，近吻端有两个鼻孔，鼻孔长有鼻瓣，可随意开闭以控制气体进出。雄蛙有一对颈侧外声囊，鸣叫声音较大；雌蛙无声囊，但也会鸣叫，比雄蛙鸣叫的声音小。两眼位于头上方两侧，有上下眼睑，下眼险上方有一层半透明的瞬膜，眼圆而突出，眼间距较窄，眼后方有圆形鼓膜。

黑斑蛙躯干部分与头部直接相连，因没有颈部，头部无法自由转动。躯干部分短而宽，内有内脏器官。躯干末端有一泄殖孔，兼具生殖与排泄的作用。成体黑斑蛙背部颜色为深绿色、黄绿色或棕灰色，具有不规则的黑斑，腹部颜色为白色、无斑。背部中间有一条宽窄不一的浅色纵脊线，由吻端直达肛门，体背侧面上方有1对较粗的背侧褶，两背侧褶间有4-6行不规则的短肤褶，若断若续，长短不一。

黑斑蛙四肢由两前肢、两后肢组成。前肢短，指侧有窄的缘膜；后肢较长，趾间几乎为全蹼。雄蛙第一指基部有婚垫，有利于在繁殖期间和雌蛙抱对。

蝌蚪体型肥大，体绿色且散有不规则的深色小斑纹；全长50毫米时，后肢5毫米，尾较细弱而尾鳍发达；尾末端尖圆而细窄；眼在头的背侧，眼间距较宽；口小，唇齿式为Ⅰ：1-1/Ⅱ：1-1，角质颌适中，下唇乳突一排，口角有副突。

蝌蚪期为杂食性，植物性、动物性食物都能摄食。蝌蚪孵出后，主要靠吸收卵黄囊营养维持生命，3-4天后开始摄食水中的单细胞藻类和浮游生物等食物。蝌蚪变态成幼蛙后，因为蛙眼的结构特点，决定了成体黑斑蛙只能捕食活动的食物。食物以节肢动物昆虫纲最多，如鞘翅目、双翅目、直翅目、半翅目、同翅目、鳞翅目等，还吞食少量的螺类、虾类及脊椎动物中的鲤科、鳅科小鱼及小蛙、小石龙子等。捕食时，黑斑蛙先蹲伏不动，发现捕食对象时，微调一下身体的方向，靠近捕食对象时迅猛地扑过去，将食物用舌卷入口中，整个吞咽进腹中。吞咽时眼睛收缩，帮助把食物压入腹中。