真っ黒な体色に若干ツヤがあるのが特徴。湾曲した大アゴと上向きについた鋭い内歯があり、アゴのパーツだけをみるとオオクワガタと全く同じなので、見慣れないと小型のオオクワガタと間違える人もいるようだ。大アゴの太さ、体、頭部の幅はオオクワガタのほうがかなり太いところや、オオクワガタに比べると体長に対して脚が長いところ、オオクワガタの前胸部は頭部に近い位置から腹部まで幅が変わらずほぼ四角なのに対して、ヒメオオクワガタでは腹部との間接部に向かって細くなっているところで見分けるとよい。

低温を好む性質で、飼育は大変難しい。高地性でヤナギの枝で昼間でも活動する習性が知られており、日中のルッキング採集が行われている。メスにはオオクワガタのメスのように上翅に縦条がなく、前胸背板下部がえぐられたように見える。（柳の細枝に見られる）