Sie zeichnet sich durch die große Vielfalt des Erscheinungsbildes ihrer Lokalformen aus. So variiert die durchschnittliche Größe adulter Exemplare zwischen einem und drei Metern. Die Männchen bleiben im Mittel 30 bis 40 cm kleiner als die Weibchen. Ebenso unterschiedlich wie die erreichbare Endgröße ist auch die Färbung der einzelnen Lokalformen. Sie reicht von weißen, roten, braunen bis hin zu fast schwarzen Lokalformen. Trotz dieser Vielfalt in der Grundfärbung haben alle Boas dunkel umrandete Sattelflecken auf dem Rücken, deren Form allerdings wieder je nach Unterart und Lokalform variiert. Eine weitere Besonderheit der Kaiserboa ist ihre Fähigkeit, die Farbe je nach Temperatur aufzuhellen oder abzudunkeln. So kann ein im Schatten dunkel gefärbtes Exemplar durch Sonneneinstrahlung schnell um mehrere Farbtöne heller erscheinen.
Die Kaiserboa zeigt eine größere Vielfalt an Färbung, Körperbau und Größe als die nah verwandte Abgottschlange (Boa constrictor). Namensgebend für die Art ist das auf der Stirn liegende Imperatorkreuz, das sich aus einem Streifen zwischen den Augen sowie dem Längsstrich von der Stirn zur Schnauze ergibt. Dieses kann bei einzelnen Individuen aber auch komplett fehlen. Ebenfalls typisch ist die im Vergleich zur Boa constrictor höhere Anzahl an Sattelflecken.