По свидетельству биографа Карла Эйнхарда, Карл «обладал могучим и крепким телом, высоким ростом, однако не превосходил положенного». Его лицо отличал длинный нос и большие, живые глаза. У него были светлые волосы. Если судить по изображениям Карла на монетах, печатях и миниатюрах IX в., а также бронзовой статуэтке, он по тогдашней франкской моде носил короткую причёску, брил бороду и имел длинные усы. Голос Карла был необычно высоким для такого внушительного мужчины. С годами король начал страдать от хромоты. Прижизненных портретов Карла не сохранилось, и многие позднейшие художники изображали его согласно своей фантазии, чаще всего в виде почтенного старца с длинными седыми волосами и бородой. Хотя многие принимали описание богатырского телосложения Карла за эпическое преувеличение, эксгумация могилы Карла подтвердила правильность описания: длина скелета составила 192 см.
