Die Körperlänge beträgt 10–16 mm. Der nach vorne stehende Saugrüssel kann bis zu 10 mm lang werden. Der gedrungene Körper ist mit einer braunen und schwarzen, dichten Behaarung besetzt. Die Unterseite und der hintere Teil des Abdomens sind dunkel behaart. Der Habitus erinnert an Hummeln, Wollschweber gehören aber zu den Fliegen. Auf den sonst transparenten Flügeln befinden sich schwarze Flecken, die der Art ihren Namen gegeben haben. Der Vorderrand der Flügel ist verdunkelt. Der Standflug
(„auf der Stelle fliegen“) der Art erinnert an Schwebfliegen. Durch die langen, dünnen Beine lassen sich Wollschweber gut von Bienen unterscheiden, außerdem haben sie nur zwei Flügel, da die Hinterflügel wie bei allen Zweiflüglern zu Halteren umgeformt sind. Eine ähnliche Art ist der Große Wollschweber, der jedoch kleiner ist und keine Flecken auf den Flügeln aufweist. Eine weitere ähnliche Art stellt Bombylius medius dar. Diese besitzt ebenfalls gefleckte Flügel, ist jedoch auf der Unterseite und
dem Hinterrand des Abdomens hell behaart.


