Zaļais vītolgrauzis ir 13–34 mm gara, izstiepta un slaida vabole, virspusē spīdīgi zaļa, nereti ar zilu, sarkanīgu vai vara krāsas spīdumu. Kājas un taustekļi parasti tumšzili, retāk zaļi. Augšžokļi īsi, spēcīgi, galos asi. Acis uz galvas izvietotas vertikāli. Taustekļi gari, tēviņam pārsniedz ķermeņa garumu, mātītei – aptuveni ķermeņa garumā. Priekškrūšu vairogs katrā sānā pa vidu ar izteiktu dzelksni. Segspārni neregulārā, biezā skulptūrā (tekstūrā), bez punktu rindiņām, sašaurinās virzienā uz virsotni. Kājas garas, tēviņiem aizmugurējie stilbi sānos nedaudz saplacināti un vāji izliekti. Kāpurs iedzeltens ar mazu, tumšāku galvu, garāks un resnāks par imago. Kūniņa balta. Zaļais vītolgrauzis ir viens no Latvijas faunas skaistākajiem un košākajiem kukaiņiem. Imago krūšu dziedzeros sintezē ķīmisku sekrētu ar raksturīgu, patīkamu muskusa smaržu, kas sastāv no četriem monoterpēniem, starp kuriem ir arī rožu oksīds – viena no svarīgākajām smaržvielām parfimērijā. Zaļā vītolgrauža latīņu (zinātniskais), angļu, vācu, franču un krievu nosaukums cēlies no šīs smaržas.