马头琴的琴杆用梨木、红木制，大者全长124、小者全长70厘米。音箱呈正梯形或倒梯形，也有六方或八方形。框板用硬木制，两面蒙马皮、牛皮或羊皮，并绘有图案。也有背面蒙松木薄板的。两侧开有出音孔。琴杆上部左右各置一弦轴。弓用藤条作杆拴以马尾。张两条马尾弦。正反四度或五度定弦。反四度定弦d1、a，音域a—a3。另一种全长128厘米，音箱膜板结合，面板中央挖椭圆形洞框，蒙以蟒皮。增置弧面指板，张三条金属弦。定弦A、d、a。音域A—c2。
演奏时坐姿，音箱夹于两腿中间，琴杆偏向左侧。左手持琴按弦，右手执马尾弓在弦外拉奏。马头琴的按弦方式颇为独特，除用左手指关节按弦外，食指和中指伸入弦下用指甲顶弦，无名指用指尖按弦，小指用指尖顶弦，称为“顶指”技法。有颤指、滑音、双音、拨弦、揉弦、泛音等技巧。右手有顿弓、击弓、碎弓、抖弓、跳弓等技巧。