De kleine vos heeft een voorvleugellengte van 22 tot 25 millimeter.
De basiskleur van de bovenkant van de vleugels is oranje. Langs de voorrand (costa) van de voorvleugel loopt een band van afwisselend gele en zwarte vlekken, die bij de vleugelpunt (apex) wordt afgesloten met een witte vlek. Ook in het middenveld bevinden zich nog een zwarte vlek geflankeerd door een gele vlek en twee zwarte stippen. De vleugelbasis van de achtervleugel is zwartbruin. Bij de voorrand van de vleugel loopt het oranje over in geel. Langs de vleugelranden loopt een rand met aan de binnenkant opvallende blauwe maanvormige vlekjes die zwartomrand zijn.
De onderzijde van de achtervleugel is donkerbruin met een wittige soms licht oranje band. Op de voovleugel zijn de vlekken langs de voorrand te herkennen, en is de kleur ook wittig of soms licht oranje met donkerbruin.

De kleine vos kan verward worden met de grote vos, die echter flink groter is. Op de voorvleugels van de grote vos ontbreken blauwe maantjes, en in het middenveld van de voorvleugel zijn vier zwarte vlekjes te vinden, in plaats van drie bij de kleine vos. Daarbij moet worden opgemerkt dat de grote vos veel minder vaak wordt waargenomen. Enerzijds door een meer verborgen leefwijze, anderzijds doordat hij zeldzamer is.

Het mannetje van de kleine vos verdedigt vanaf de middag een territorium vanaf een beschutte zonnige plek in de buurt van brandnetels. Het mannetje vliegt naar elk voorbijvliegend dier dat mogelijk een kleine vos zou kunnen zijn. Soortgenoten mannetjes jaagt hij weg en achtervolgt het soms lang in een rondcirkelende vlucht. Als het mannetje langere tijd geen succes heeft, verhuist hij naar een nieuw territorium - gemiddeld gebruikt een mannetje twee territoria per dag. Een vrouwtje wordt net zolang achtervolgd tot het gaat zitten. Dit kan lang duren (uren) en soms wordt een vrouwtje door meerdere mannetjes gevolgd. Het mannetje gaat achter het vrouwtje zitten, en betast haar met de antennes. De paring duurt de hele nacht en vindt plaats onder een blad van een brandnetel.

Alle Nymphalidae hebben een typische manier van vliegen : na elke vleugelslag houden ze devleugels helemaal recht uitgestrekt naast hun lichaam en blijven een poosje zweven zonder hun vleugels verder te bewegen.

De wetenschappelijke naam urticae verwijst naar het geslacht Urtica van de waardplant grote brandnetel.