Tornsangeren er en sangfugl. Arten er karakteriseret ved sine gyldenbrune vinger og hvide hals. Kroppen og næbbet er kraftige, og halen er lang. Benene er gulbrune. Hannen har et gråt hoved, rosatonet bryst og hvid øjering og strube. Hunnens hoved er brunligt, og den hvide øjering er mindre tydelig. Dens sang udgøres af en kort række kvidrende toner med et vekslende motiv, men rytmen er altid ens og kan beskrives som "Vil I, vil I bare se". Tornsangeren bliver op til 14 cm lang, med et vingefang på 18,5-23 cm. Vægten er 12-18 gram.