美国白蛾的雌雄异型，成虫白色雌蛾体长9-15mm ， 翅展30-42mm 。雄蛾体长9-14mm，翅展25-37mm 。雄蛾触角双栉状，前翅上有几个褐色斑点 。雌蛾触角锯齿状，前翅纯白色 。成虫前足基节及腿节端部为橘黄色，颈节及跗节大部分为黑色，前中跗节的前爪长而弯，后爪短而直；老熟幼虫头黑色具光泽，体色为黄绿至灰黑色 。背部有1条黑色或深褐色宽纵带，黑色毛疣发达,毛丛呈白色，混杂有黑色或棕色长毛 。卵球形 。幼虫体色变化很大，根据头部色泽分为红头型和黑头型两类 。蛹长纺锤形，暗红褐色，茧褐色或暗红色，由稀疏的丝混杂幼虫体毛组成 。
成虫:白色中型蛾子，体长13～15mm 。复眼黑褐色，口器短而纤细；胸部背面密布白色绒毛，多数个体腹部白色，无斑点 ， 少数个体腹部黄色 ， 上有黑点 。雄成虫触角黑色，栉齿状；翅展 23～34mm，前翅散生黑褐色小斑点 。雌成虫触角褐色，锯齿状；翅展33～44mm ， 前翅纯白色 ， 后翅通常为纯白色 。(雄虫越冬蛹个别前后翅都有黑斑 。)
卵:圆球形，直径约0.5mm，初产卵浅黄绿色或浅绿色，后变灰绿色，孵化前变灰褐色，有较强的光泽 。卵单层排列成块，覆盖白色鳞毛 。
幼虫:老熟幼虫体长28～35mm，头黑，具光泽 。体黄绿色至灰黑色，背线、气门上线、气门下线浅黄色 。背部毛瘤黑色，体侧毛瘤多为橙黄色，毛瘤上着生白色长毛丛 。腹足外侧黑色 。气门白色，椭圆形，具黑边 。根据幼虫的形态 ， 可分为黑头型和红头型两型，其在低龄时就明显可以分辨 。三龄后，从体色，色斑，毛瘤及其上的刚毛颜色上更易区别 。
蛹:体长8-15毫米，宽3-5毫米，暗红褐色 。雄蛹瘦小 ， 雌蛹较肥大 ， 蛹外被有黄褐色薄丝质茧 ， 茧上的丝混杂着幼虫的体毛共同形成网状物 。腹部各节除节间外 ， 布满凹陷刻点，臀刺8～17根，每根钩刺的末端呈喇叭口状，中凹陷 。
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