Las ardillas tienen una anatomía de roedores relativamente típica, ya que tienen colas largas, cuatro extremidades y grandes incisivos. Aparte de sus grandes dientes delanteros, las ardillas adultas tienen otros 20 dientes que les permiten masticar la comida. Los dientes de las ardillas crecen constantemente, y las actividades de roer constante de las ardillas ayudan a evitar que los dientes crezcan demasiado. Las ardillas tienen cuatro dedos en cada pie delantero, mientras que sus patas traseras tienen cinco dedos.
Las ardillas están cubiertas de pelaje grueso, lo que ayuda a prevenir lesiones y a aislarlas del frío. Además, dado que el pelaje suele ser marrón, gris o negro, les ayuda a esconderse de los depredadores. Algunas ardillas tienen mechones peludos en sus orejas, aunque no se entiende la función o el propósito de los mechones. Las ardillas tienen colas largas y tupidas, que les ayudan a mantener el equilibrio mientras trepan a través de los árboles. Además, las ardillas usan sus colas para la comunicación.
Internamente, las ardillas tienen una anatomía que es similar a la mayoría de los otros vertebrados. Su boca conduce a su esófago y tráquea, que se conectan con el estómago y los pulmones, respectivamente. El estómago se conecta al intestino delgado, que a su vez se conecta al intestino grueso. Además, las ardillas poseen un cerebro, un hígado, riñones, páncreas, bazo, vesícula biliar y órganos reproductivos.
