Priežu koksngrauzis ir 12–20 (tēviņi) vai 16–24 mm gara, diezgan plakana vabole ar ļoti gariem taustekļiem, kas tēviņiem mēdz būt pat 3,5 reižu, bet mātītēm – līdz divām reizēm garāki par ķermeni. Imago ir brūni pelēcīgi, diezgan biezos un īsos sariņos, kas veido daļu no raksta vaboles mugurpusē. Acis šauras, uz galvas izvietotas vertikāli. Augšžokļi īsi, bet spēcīgi, asiem galiem. Gandrīz visi taustekļu posmi izteikti divkrāsaini – kontrasti gaišāki pie pamatnes, galos tumši. Katra priekškrūšu vairoga sāna vidusdaļā spēcīgs dzelksnis, priekškrūšu vairoga priekšējās daļas šķērsrinda no četriem apaļiem, koši oranžu sariņu plankumiem. Kājas garas, trauslas. Vaboles ir labas lidotājas, spēj no liela attāluma saost svaigas koksnes smaku lūzuma vai zāģējuma vietā, kam noder īpaši gari taustekļi. Mātītei vēdera gals ir sašaurināts un stipri izstiepts, tas kļūst par dējekļa turpinājumu. Kāpurs balts ar oranžīgi brūnu galvu, spēcīgiem, īsiem žokļiem, līdz 35 mm garš. Kūniņa agrīnā stadijā balta vai iedzeltena. Pēc izskata un krāsojuma līdzīga, bet izmēru ziņā mazāka suga – egļu koksngrauzis Acanthocinus griseus – Latvijā ir sastopama daudz retāk par malkcirti.