La mante religieuse est un insecte diurne de 10 à 20 centimètres de long.

Les deux sexes sont aptes au vol ; néanmoins, la femelle alourdie à l'approche de la ponte ne peut se déplacer que grâce à ses pattes postérieures qualifiées de déambulatoires. Le mâle est plus petit que la femelle de 2 ou 3 centimètres mais son caractère très fluet donne souvent l'impression d'une disparité allant du simple au double. Ses antennes sont plus longues, son abdomen est plus fin, et on compte 8 sternites pour le mâle contre 6 pour la femelle. L'extrémité de l'abdomen est différente car, si le mâle porte deux cerques comme la femelle, on observe, entre ceux-ci, deux styles et l'absence d'oviscape.

Ses pattes avant, appelées « ravisseuses », portent des piques et sont capables de se replier et se détendre vivement. Elles servent à attraper les proies parfois volumineuses (jusqu'aux petit oiseaux à la chauve-souris et peuvent parfois faire des blessures plus ou moins importantes à la peau humaine) ou à accrocher la végétation afin de se hisser. Un névroptère, insecte volant aux ailes transparentes, Mantispa styriaca, possède les mêmes pattes avant que la mante. Il est plus petit. De même, un crustacé porte le nom de « crevette-mante » en raison de sa ressemblance morphologique (forme des pinces). Sur la face intérieure des pattes avant, des taches rappellent des yeux. Elle les montre aux agresseurs en écartant ses pattes, quand elle veut effrayer ceux-ci. Dans le même temps, la mante est susceptible d'écarter les ailes plus ou moins largement, et parfois d'aboutir à la position dite "spectrale" avec les ailes dressées et étalées en éventail face à l'adversaire. N'étant pas venimeuse, elle est inoffensive pour les humains ; néanmoins, ses piques peuvent parfois griffer .

Ses yeux protubérants et très écartés lui donnent une excellente vision en relief (ce qui donne une vision humaine mais jusqu'à 20 mètres seulement). Contrairement aux autres insectes, la mante peut faire