นกกาเหว่าเป็นนกวงศ์คัคคูขนาดใหญ่ ยาว 39-46 เซนติเมตร รวมหางยาว หนัก 190-327 กรัม[10][11]ตัวผู้พันธุ์ต้นแบบมีสีดำแกมน้ำเงินเป็นเงา มีปากเทาเขียว ๆ สีจางม่านตาเป็นสีแดงเข้ม มีขาและเท้าสีเทาส่วนตัวเมียพันธุ์ต้นแบบมีสีออกน้ำตาลที่ยอดหัว มีลายออกแดง ๆ ที่หัวส่วนหลัง ตะโพก และปีก เป็นสีน้ำตาลมีจุดขาว ๆ หรือเหลือง ๆ ที่ท้องมีสีขาว มีลวดลายมากส่วนสปีชีส์ย่อยอื่น ๆ ต่างกันไปโดยสีและขนาด[12] ขนลูกนกด้านบนออกเหมือนตัวผู้และมีปากดำ[13]นกจะร้องเก่งในช่วงฤดูผสมพันธุ์ (มีนาคมถึงสิงหาคมในเอเชียใต้) มีเสียงร้องต่าง ๆเสียงที่คุ้นเคยของตัวผู้ก็คือ "กา-เหว่า"ส่วนตัวเมียร้องเสียงสูงออกเป็น "คิก-คิก-คิก..."แต่ว่าเสียงร้องต่างกันในที่ต่าง ๆ[12]

นกมีรูปแบบการสลัดขนไม่เหมือนกับนกคัคคูปรสิตประเภทอื่น ๆคือสลัดขนบินหลักแบบสลับ (P9-7-5-10-8-6) และสลัดขนหลักด้านในตามลำดับ (1-2-3-4) (Payne อ้าง Stresemann and Stresemann 1961[12])

บางครั้งจะเข้าใจผิดกันว่า นกกาเหว่ามีอยู่ 2 ชนิด คือ นกกาเหว่าดำ และนกกาเหว่าลาย ทั้งนี้เพราะตัวผู้มีสีดำ และตัวเมียมีสีน้ำตาลลาย ๆ แถมยังมีเสียงร้องแตกต่างกันด้วย แต่ความจริงเป็นตัวผู้ตัวเมียที่ต่างกัน[14]