Makroskopische Merkmale
Im Verhältnis zu den meisten anderen Trüffelarten ist der Fruchtkörper der Winter-Trüffel mit einem Durchmesser von einem bis fünf Zentimetern eher kleiner. Die Haut (Peridie) ist jung noch rotbraun gefärbt und wird mit zunehmender Reife schwarz. Meistens weist er deutliche Gruben auf. Die matte Oberfläche ist mit kleinen, etwas kantigen, regelmäßigen, flach-pyramidenförmigen Warzen mit einer Breite von einem bis drei Millimetern versehen. Sie lassen sich mit der Hand leicht abbürsten. Die dünne Rinde ist bei größeren Exemplaren oft rissig. Die erst blasse, dann schwarzbraun bis grauschwarze Fruchtmasse (Gleba) im Innern ist von fester Konsistenz und anfangs weiß, später dann braun geädert.
Mikroskopische Merkmale
Die 25 bis 42 Mikrometer langen und 17 bis 25 Mikrometer breiten, gelb- bis dunkelbraunen Sporen sind elliptisch und tragen bis zu 5 Mikrometer lange Stacheln. Je nach Anzahl der Sporen in den Schläuchen sind sie unterschiedlich groß.
Sensorische Merkmale
Die Winter-Trüffel riecht aromatisch nach Muskatnuss, leicht marzipanartig bis würzig-fruchtig. Während der Sporenreife riecht der Fruchtkörper jedoch stark aromatisch nach sauren Früchten, gelegentlich aber auch schwer moschusartig. Sowohl zubereitet als auch roh schmeckt die Winter-Trüffel angenehm mild.