Белоголовый амазон — ярко окрашенный попугай. У него оперение темно-зеленого цвета, концы перьев с черно-бурым окаймлением. Голова крупная, передняя часть ее (лоб, темя и оперение вокруг глаз) чисто белая; щеки, передняя часть шеи — малиново-красные, живот — буровато-фиолетовый. Самец по окраске оперения не отличается от самки, но последняя обычно бывает крупнее, во всяком случае у кубинского подвида.
Перья у белоголового амазона по своему строению различны. Контурное перо состоит из стержня с сидящими по его бокам опахалами. Каждое опахало слагается из многочисленных лучей — нежных роговых образований, которые в целом опахале тесно соединены между собой, образуя сплошную упругую пластинку. При незначительном усилии лучи легко можно разъединить, и тогда под лупой нетрудно рассмотреть бородочки или лучи второго порядка, которыми они скрепляются между собой. Причем мелкие крючочки, расположенные на одних бородочках, сцепляются с лучами второго порядка смежных бородочек. Число лучей и бородочек в одном пере довольно велико, их сцепление повышает упругость пера в полете.
Контурные перья также неодинаковые. Самые крупные — на крыльях и хвосте. Те, что на крыльях, называются маховыми — они при полете сопротивляются воздушному потоку, который образуется при взмахе крыла. Те, что на хвосте, служат как бы рулем, поэтому называются рулевыми.
Кроющие перья более мелкие и имеют такое же строение, как и контурные. Они покрывают все тело и служат для сохранения тепла. Кроме контурных и покровных, в оперении также имеются пух и пуховое перо. Пуховое перо отличается от контурного своими размерами и тем, что его опахала не имеют бородочек и крючочков. У пуха нет даже стержня, и его мягкие лучи также скреплены в опахало, как пуховое перо. У попугаев пух густой, покрывает все тело и служит для сохранения тепла.