黑线仓鼠体型肥壮,体长60~105毫米。体重17~40克,头较圆,吻较钝,有颊囊(黑线姬鼠则无)。背部灰褐色,腹部灰白色,体侧毛与腹毛分界明显。尾毛上面(背面)深褐色,下面全白色。耳缘有白色的狭环。前肢下部与前后足背面的毛均为白色。该鼠最大的特征是背中央有1条黑色纵纹,从头顶延伸至尾根,故名“黑线仓鼠”,但不及黑线姬鼠的条纹明显。尾较短,其长度约为体长的1/4。有4对乳头。黑线仓鼠与黑线姬鼠可以从体型、毛色、纵纹、尾长短等方面区分。
大仓鼠体型较黑线姬鼠、黑线仓鼠明显粗大,体长在140毫米以上,体重80~160克。头钝圆,有颊囊,耳短且圆,耳缘具很窄的白边。背毛呈深灰色,侧毛较淡。腹面及四肢内侧均为白色,毛基灰色,尾长不超过体长的1/2,尾毛短而稀疏,上下均为暗褐色,后足背面白色。此鼠与黑线姬鼠、黑线仓鼠在形态上最大的区别是背中央没有黑色条纹。
在生活习性上黑线仓鼠、大仓鼠与黑线姬鼠的最大差别是前两者具有贮(盗)粮习性,因此,对农业生产造成的损失要比黑线姬鼠大。