Na první pohled je kočka divoká jen obtížně rozeznatelná od zdivočelé mourovaté kočky domácí. Přímá pozorování v přírodě bývají velmi krátká či na dlouhou vzdálenost, a proto je v takových případech jednoznačná identifikace téměř nemožná. Kočka divoká má oproti té domácí mohutnější ocas. Při bližším pozorování lze rozeznat řadu dalších detailnějších znaků.
Nejvýraznějším rozdílem mezi oběma šelmami je zbarvení srsti na hřbetu. Ve zbarvení kočky divoké převládá šedohnědý až šedožlutý odstín, přičemž hřbet, nohy a ocas jsou výrazně pruhované, pruhů je ale celkově méně než u kočky domácí. Středem hřbetu se táhne tmavší pás, který končí u paty ocasu. Odlišný je také ocas kočky divoké, který je huňatý a má na sobě 3-4 černé příčné pruhy.
Monitoring
Monitoring kočky divoké je náročný, protože při přímých pozorování dochází k záměnám se zdivočelým domácím mourkem.
Jednou z možných metod, jak získat genetické vzorky je sběr chlupů na tzv. chlupových pastech. V lokalitě, kde předpokládáme výskyt, se instalují kolíky napuštěné tinkturou z kozlíku lékařského, jehož pach většinu koček silně vábí. Na místě můžeme instalovat fotopast, případně z kolíku odebírat kočičí srst k analýze DNA.