Karateristik Sapi Bali berbeda dengan sampai lainnya yang ada di nusantara. Bangsa (breed)) sapi adalah sekumpulan ternak yang memiliki karakteristik tertentu yang sama. Atas dasar karakteristik tersebut, ternak-ternak tersebut dapat dibedakan dengan ternak lainnya meskipun masih dalam jenis hewan (species) yang sama. Karakteristik yang dimiliki dapat diturunkan ke generasi berikutnya.

Menurut Blakely dan Bade (1992), Romans et al. (1994) sapi bali mempunyai klasifikasi taksonomi sebagai berikut:

Phylum: Chordata

Subphylum: Vertebrata

Class: Mamalia

Sub class: Theria

Infra class: Eutheria

Ordo: Artiodactyla

Sub ordo: Ruminantia

Infra ordo: Pecora

Famili: Bovidae

Genus : Bos (cattle)

Group: Taurinae

Spesies: Bos sondaicus (banteng/sapi Bali)

Dinamakan Sapi Bali karena memang penyebaran populasi bangsa sapi ini terdapat di pulau bali. Sapi bali (Bos sondaicus) adalah salah satu bangsa sapi asli dan murni Indonesia, yang merupakan keturunan asli banteng (Bibos banteng) dan telah mengalami proses domestikasi yang terjadi sebelum 3.500 SM, sapi bali asli mempunyai bentuk dan karakteristik sama dengan banteng. Sapi Bali dikenal juga dengan nama Balinese cow yang kadang-kadang disebut juga dengan nama Bibos javanicus, meskipun sapi bali bukan satu subgenus dengan bangsa sapi Bos taurus atau Bos indicus. Berdasarkan hubungan silsilah famili Bovidae, kedudukan sapi Bali diklasifikasikan ke dalam subgenus Bibovine tetapi masih termasuk genus bos. Payne dan Rollinson (1973) menyatakan bahwa bangsa sapi ini diduga berasal dari pulau Bali, karena pulau ini sekarang merupakan pusat penyebaran/distribusi sapi untuk Indonesia, karena itu dinamakan sapi bali dan tampaknya telah didomestikasi sejak jaman prasejarah 3500 SM.

Ditinjau dari sejarahnya, sapi merupakan hewan ternak yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan masyarakat petani di Bali. Sapi bali sudah dipelihara secara turun menurun oleh masyarakat petani Bali sejak zaman dahulu. Petani memeliharanya untuk membajak sawah dan tegalan, serta menghasilkan pupuk kandang yang berguna untuk mengembalikan kesuburan tanah pertanian

Secara fisik, sapi bali mudah dikenali karena mempunyai ciri-ciri sebagai berikut:

Warna bulunya pada badannya akan berubah sesuai usia dan jenis kelaminnya, sehingga termasuk hewan dimoprhism-sex. Pada saat masih “pedet”, bulu badannya berwarna sawo matang sampai kemerahan, setelah dewasa sapi bali jantan berwarna lebih gelap bila dibandingkan dengan sapi bali betina. Warna bulu sapi bali jantan biasanya berubah dari merah bata menjadi coklat tua atau hitam setelah sapi itu mencapai dewasa kelamin sejak umur 1,5 tahun dan menjadi hitam mulus pada umur 3 tahun. Warna hitam dapat berubah menjadi coklat tua atau merah bata kembali apabila sapi bali jantan itu dikebiri, yang disebabkan pengaruh hormon testosterone.
Kaki di bawah persendian telapak kaki depan (articulatio carpo metacarpeae) dan persendian telapak kaki belakang (articulatio tarco metatarseae) berwarna putih. Kulit berwarna putih juga ditemukan pada bagian pantatnya dan pada paha bagian dalam kulit berwarna putih tersebut berbentuk oval (white mirror). Warna bulu putih juga dijumpai pada bibir atas/bawah, ujung ekor dan tepi daun telinga. Kadang-kadang bulu putih terdapat di antara bulu yang coklat (merupakan bintik-bintik putih) yang merupakan kekecualian atau penyimpangan yang ditemukan sekitar kurang daripada 1% . Bulu sapi bali dapat dikatakan bagus (halus) pendek-pendek dan mengkilap.
Ukuran badan berukuran sedang dan bentuk badan memanjang.
Badan padat dengan dada yang dalam.
Tidak berpunuk dan seolah-olah tidak bergelambir
Kakinya ramping, agak pendek menyerupai kaki kerbau.
Pada tengah-tengah (median) punggungnya selalu ditemukan bulu hitam membentuk garis (garis belut) memanjang dari gumba hingga pangkal ekor.