Der Körper der Mittelmeer-Muräne ist länglich, seitlich abgeflacht und anterior komprimiert, was der Muräne ein schlangenartiges Aussehen verleiht. Ihr Kopf ist kurz, massiv und im dorsalen Profil erscheint er konvex. Muraena helena besitzt zwei Nasenlöcherpaare, welche hintereinander liegen und röhrenförmig sind. Die vorderen und hinteren Nasenlöcher sind durch Kanäle verbunden, in welchen Sinneszellen eingelagert sind, die den Tieren erlauben, Geruchsstoffe in höchst geringen Konzentrationen wahrzunehmen. Dies verleiht M. helena einen äußerst guten Geruchssinn. Ober- und Unterkiefer der Mittelmeer-Muräne sind gleich lang. Sie sind besetzt von langen, spitzen und konischen (kegelförmigen) Zähnen. Die Kiemenöffnungen sind verengt und beschränken sich auf kleine, seitliche Öffnungen. Der Anus liegt leicht vor dem Mittelpunkt des Körpers. Die Mittelmeer-Muräne besitzt zwischen 139 und 143 Wirbel. Die Rückenflosse (Dorsalis) die Analflosse (Analis) und die Schwanzflosse (Caudalis) sind zu einem umlaufenden Flossensaum verbunden, wobei die Dorsalis etwas vor den Kiemenöffnungen beginnt. Die Brustflossen (Pectoralia), sowie die Bauchflossen (Ventralia) fehlen vollständig. Muraena helena besitzt eine schuppenlose, ledrige und schleimig-glatte Haut. Das Seitenlinienorgan, mit welchem die Tiere Bewegungen wahrnehmen können, ist auf den Kopf konzentriert.
Die Färbung der Mittelmeer-Muräne ist sehr variabel und kann sich zwischen den einzelnen Individuen beträchtlich unterscheiden. Die Grundfarbe ist schokoladenbraun, mehr oder weniger dunkel, mit regelmäßigen schwarzen, gelben, cremefarbenen oder weißen Flecken. Die Kiemenöffnungen und die Mundwinkel sind schwarzrandig.
Die größte gefangene Mittelmeer-Muräne war 150 cm groß, jedoch erreicht Muraena helena normalerweise nur eine Länge von etwa 80–130 cm. Das schwerste je gefangene Tier wog 6,5 Kilogramm und das älteste je gefangene Tier hatte ein Alter von 38 Jahren. Normalerweise werden die Tiere etwa 12–15 Jahre. Um das Alter der Tiere zu bestimmen, können die Ohrsteine (Otolithen) herauspräpariert werden.