Manta memiliki fisik yang secara umum mirip dengan kebanyakan ikan pari dengan sirip dada yang lebar serta ekor kecil seperti cambuk. Sirip dadanya yang lebar membuat tubuhnya terlihat pipih. Manta bergerak memakai sirip dadanya dengan cara mengombakkannya dari bagian dekat kepala hingga ke belakang tubuh sehingga saat dilihat, pari manta seolah-olah sedang terbang di dalam laut.[8] Ekor manta sendiri lebih pendek dibandingkan dengan ekor ikan pari kebanyakan dan tidak bersengat. Kulit manta juga diselubungi lapisan lendir yang jauh lebih tebal dibandingkan ikan pari kebanyakan. Lapisan lendir ini diduga ada hubungannya untuk melindungi kulitnya yang rentan. Manta juga memiliki ukuran otak yang lebih besar dibandingkan ikan pari lain dan hiu kerabatnya sehingga mereka dianggap lebih cerdas dibandingkan kerabatnya yang lain.[9]

Ciri khas manta adalah sepasang "tanduk" di dekat mulutnya. "Tanduk" ini sebenarnya adalah sepasang sirip sefala (kepala) yang membantu memasukkan air laut yang mengandung plankton makanannya dan bisa ditekuk ke dalam mulut. Di dalam mulutnya juga terdapat 300 gigi kecil berbentuk pasak dan nyaris tersembunyi di bawah kulit. Gigi ini tidak digunakan untuk makan, namun mungkin gigi ini berguna saat manta melakukan perkawinan.[4] Manta juga memiliki lima pasang celah insang di bagian bawah tubuhnya untuk mengeluarkan air yang masuk melalui mulutnya. Di bagian dalam celah insangnya terdapat tapis insang atau piringan penyaring (filter plate) yang berfungsi untuk memerangkap plankton yang masuk bersama dengan air laut.[5]

Manta memiliki warna yang bervariasi, mulai dari hitam, biru keabu-abuan, cokelat, hingga nyaris putih. Pola warna pada tubuh manta juga bervariasi di mana pada pari manta yang ditemukan di Pasifik timur bagian bawah tubuhnya berwarna dominan hitam, sementara pada jenis pari manta yang ditemukan di Pasifik barat, warna bagian bawah tubuhnya pucat. Belum diketahui apa fungsi dan penyebab dari pewarnaan bervariasi ini, namun warnanya yang bervariasi memudahkan para ilmuwan untuk membedakan manta dari wilayah yang satu dengan wilayah lainnya. Hal unik lain seputar pewarnaan manta adalah mereka memiliki semacam pola di bagian bahu serta bawah tubuhnya dan pola-pola ini berbeda pada setiap individu manta sehingga dianggap mirip dengan sidik jari pada manusia.