De zwarte rat is wat kleiner en slanker dan de bruine rat. De vacht is niet altijd zwart, zoals de naam wel suggereert, maar kan op de rug variëren van zwart tot grijsbruin. De onderzijde is wit tot donkergrijs (soms zwart), met soms met een duidelijke demarcatielijn tussen rug- en buikkleur. In de vacht zitten langere donkere haren. De kop is vrij spits, met grote ogen en relatief lange snorharen. De oren zijn groot, dun en bijna kaal. De staart is eenkleurig, rolrond en altijd langer dan de kop-romplengte. De kop-romplengte is bij volwassen dieren tot 24 cm, de staartlengte tot 26 cm. Het gewicht is maximaal 280 g (Twiske et al. 2010). Zwarte ratten leven meestal in groepen, naar het schijnt zonder rangorde. De vrouwtjes zijn bij circa drie maanden geslachtsrijp. Er zijn 3-6 worpen per jaar; de gemiddelde worpgrootte is zeven (Becker 1978a).