Het gentiaanblauwtje is eenvoudig te herkennen. De bovenkant van de mannetjes is blauw; bij het vrouwtje is het blauw gereduceerd tot de vleugelbasis en is de rest van de bovenkant grijsbruin. De onderkant van de vleugels is licht grijsbruin met twee rijen zwarte vlekken. De zwarte stippen op de ondervleugel zijn lichtomrand. Verwarring is mogelijk met drie andere ‘blauwtjes’ die regelmatig op heidevelden worden gezien: het boomblauwtje, dat echter een lichte grijsblauwe onderkant heeft, en het heideblauwtje en het icarusblauwtje, die beide oranje vlekken op de vleugelonderkant hebben.

De grijsbruine onderkant met witomrande stippen is het meest kenmerkend voor het gentiaanblauwtje.

De eitjes vallen in het veld sterker op dan de vlinder en ze zijn zeer eenvoudig te herkennen. Ze steken helder wit af tegen de paarsblauwe kroonbladeren en groene stengel en bladeren van de klokjesgentiaan. Het gentiaanblauwtje is daarom ook het beste te inventariseren aan de hand van de eitjes. Ze zijn van half juli tot eind augustus te vinden.