De noordse vleermuis heeft lange, donkerbruine vachtharen op de rug met opvallend goudkleurige uiteinden. De buik is grauwbruin en het gezicht, oren en vlieghuid zijn donkerbruin. De oren zijn vrij klein en afgerond en hebben elk vijf duidelijke dwarsplooien. Net als bij de andere Eptesicus-soorten steken de staartwervels 4 mm buiten de staartvlieghuid. Met een kop-romplengte tot 64 mm, een spanwijdte tot 28 cm en een gewicht tot 17,5 g is de soort kleiner dan de laatvlieger (Schober & Grimmberger 1998). Het echolocatiegeluid lijkt op dat van de laatvlieger maar is wat sneller.