Ptak wielkości wróbla. Krępa sylwetka ze stosunkowo dużą głową, krótkim ogonem i mocnym, dłutowatym dziobem podobnym do dzioba dzięciołów. Obie płci podobnych rozmiarów, ubarwione prawie jednakowo, choć samiec w porównaniu z samicą ma bardziej rdzawy spód ciała i ciemnokasztanowe boki ciała z wiśniowym odcieniem. Z boku samice są jasnobrązowe z rdzawym odcieniem, a spód ich ciała jest beżoworudawy. Wierzch ciała kowalików jest szaroniebieski, policzki i podbródek białe, przez oko przechodzi czarny pasek sięgający do karku. Kolorystyka spodu ciała zróżnicowana u różnych podgatunków – u ptaków ze środkowej i południowej Europy oraz Wysp Brytyjskich jest on mniej lub bardziej intensywnie pomarańczowy, natomiast u ptaków z północy Europy – biały. Spodnie pióra ogonowe są czerwonobrązowe i widnieją na nich białe plamki. Dziób ma szaroniebieski kolor, tęczówki oczu są brązowe, a nogi żółtobrązowe.
Poszukując pożywienia, chodzi po pniach drzew lub skałach, często głową w dół (potrafi to jako jeden z nielicznych ptaków, a spośród krajowych i europejskich – jako jedyny).
Kowalik przemieszcza się inaczej niż dzięcioły i pełzacze, które, gdy chodzą po pniu, podpierają się ogonem jak trzecią kończyną. Poruszając się po korowinie drzewa, kowalik zaczepia na nierównościach pazury swych silnych palców. Wykonuje swobodne ruchy po dość gładkich, wilgotnych pniach buków. Doskonale się wspina (podobnie jak dzięcioły), chodzi nawet po spodniej stronie gałęzi. Podobnie jednak jak dzięcioły, kowalik swym potężnym dłutowatym dziobem wyciąga zdobycz ze szczelin w korze. Czaszka tego ptaka nie jest przystosowana do kucia w drewnie, a więc sam nie potrafi wykuć dziupli. Może najwyżej kilkoma dobrze wymierzonymi uderzeniami mocno wbić nasienie w szparę w korowinie (zachowania podobne do dzięcioła dużego). Jest to sposób na chowanie zapasów na wypadek gorszej zasobności terenu w pokarm. Takie zachowania obserwuje się przy karmnikach zimą. Regularnie, w bardzo krótkich odstępach czasu, przenosi w dziobie po jednym ziarnie i chowa je w pobliżu. Wykazują dużą ruchliwość i zwinność, zachowując przy tym ostrożność. Nie jest to ptak zbyt towarzyski.
