La dimensione dell’orso bruno, misurata più spesso in massa corporea, è altamente variabile ed è correlata all’estensione dell’accesso al cibo. Pertanto, gli orsi che si muovono in aree con accesso ad aperture, copertura e umidità o acqua sono in media più grandi, mentre gli orsi che si muovono in aree boschive chiuse o in regioni aride e scarsamente vegetate, che tendono ad essere entrambi habitat subottimali per l’orso bruno, sono in media più piccoli. L’orso bruno del nord Europa (Scandinavia, Europa orientale, Russia occidentale), del Parco Nazionale di Yellowstone o dell’interno dell’Alaska pesa in media tra 115 e 360 kg, dal peso medio basso delle femmine adulte in primavera al peso medio alto degli orsi maschi in autunno. Gli orsi bruni del delta dello Yukon, dell’interno della Columbia Britannica, del Jasper National Park e dell’Europa meridionale (Spagna, Balcani) possono pesare in media da 55 a 175 kg (121 a 386 lb). Queste variazioni di massa rappresentano solo due sottospecie diffuse, l’orso grizzly in Nord America e l’orso bruno eurasiatico in Europa. A causa della mancanza di variazioni genetiche all’interno delle sottospecie, le condizioni ambientali in una data area giocano probabilmente la parte più grande in tali variazioni di peso.
Il grizzly è particolarmente variabile in termini di dimensioni, come i grizzly delle popolazioni più grandi, cioè l’Alaska interna, con i pesi più pesanti registrati a Nelchina, Alaska, quasi tre volte più pesanti nei maschi dei più piccoli grizzly di Alberta, Canada Jasper National Park. Tra i sessi, i grizzly di Nelchina hanno una media di circa 207 kg (456 lb), mentre i grizzly di Jasper hanno una media di circa 74 kg (163 lb). L’habitat chiuso della taiga di Jasper è presumibilmente un habitat sub-ottimale per il foraggiamento dei grizzly, richiedendo loro di spaziare ampiamente e di nutrirsi poco, riducendo così il peso corporeo e mettendo gli orsi a rischio di morire di fame, mentre nelle superfici della tundra e della prateria sono apparentemente ideali per l’alimentazione. Anche altrove in Alberta, sono stati registrati pesi medi superiori al doppio di quelli dei grizzly di Jasper. Una graduale diminuzione delle dimensioni del corpo è stata notata negli orsi grizzly della zona sub-artica, dalla Brooks Range alle Mackenzie Mountains, presumibilmente perché il cibo diventa molto più scarso in tali regioni, anche se forse il grizzly più settentrionale mai registrato, nei Territori del Nord-Ovest, era un maschio grande e sano che pesava 320 kg (710 lb), più del doppio di quanto un maschio medio pesa vicino al Circolo Polare Artico. I dati provenienti dall’Eurasia indicano analogamente una diminuzione della massa corporea negli orsi bruni subartici, sulla base del peso degli orsi della Finlandia settentrionale e della Yakutia.
La lunghezza della testa e del corpo negli orsi grizzly è in media da 1,8 a 2,13 m (da 5 ft 11 in a 7 ft 0 in) mentre negli orsi bruni eurasiatici è in media da 1,7 a 2,1 m (da 5 ft 7 in a 6 ft 11 in). L’altezza media delle spalle degli adulti è di 95,2 cm a Yellowstone (per ogni orso misurato di cinque o più anni) e una mediana di 98,5 cm (per gli adulti di 10 o più anni) in Slovacchia. In piedi sulle zampe posteriori, una postura assunta solo occasionalmente, gli orsi bruni di dimensioni tipiche possono variare da 1,83 a 2,75 m (6 ft 0 in a 9 ft 0 in) in altezza. Esemplari interni eccezionalmente grandi sono stati segnalati in diverse parti del Nord America, Europa, Russia e anche Hokkaido. I più grandi grizzly registrati a Yellowstone e nello stato di Washington pesavano entrambi circa 500 kg (1.100 lb) e gli orsi dell’Europa orientale sono stati pesati in Slovacchia e Bulgaria fino a 400 kg (880 lb), circa il doppio del peso medio degli orsi maschi in queste regioni. Tra le sottospecie di orso grizzly e di orso bruno eurasiatico, il più grande è stato abbattuto rispettivamente di 680 kg e 481 kg. Quest’ultimo orso, proveniente dalla Russia occidentale, misurava poco meno di 2,5 m di lunghezza tra testa e corpo.
In Eurasia, la dimensione degli orsi aumenta approssimativamente da ovest a est, con gli orsi più grandi originari della Russia orientale. Anche nella sottospecie nominata, le dimensioni aumentano nei limiti orientali, con orsi maschi maturi in Arkhangelsk Oblast e Bashkortostan che comunemente superano i 300 kg (660 lb). Altri orsi di dimensioni intermedie possono verificarsi nelle popolazioni interne della Russia. Molto simile al grizzly e all’orso bruno eurasiatico, le popolazioni dell’orso bruno degli Ussuri (U. a. lasiotus) e dell’orso bruno della Siberia orientale (U. a. collaris) possono variare ampiamente in dimensioni. In alcuni casi, i grandi maschi adulti di queste popolazioni possono aver eguagliato l’orso Kodiak in dimensioni. Gli orsi bruni della Siberia orientale al di fuori del subartico e gli orsi bruni degli Ussuri continentali hanno in media circa le stesse dimensioni delle popolazioni di orsi grizzly più grandi, cioè quelli di latitudine simile in Alaska, e sono stati accreditati di pesi che vanno da 100 a 400 kg (da 220 a 880 lb) durante le stagioni. D’altra parte, gli orsi bruni Ussuri trovati nella popolazione insulare di Hokkaido sono di solito piuttosto piccoli, di solito pesano meno di 150 kg (330 lb), esattamente la metà del peso riportato per gli orsi bruni Ussuri maschi del Krai di Khabarovsk. Questo è dovuto presumibilmente all’habitat chiuso della foresta mista di Hokkaido. Una dimensione similmente diminuita è stata riportata negli orsi bruni della Siberia orientale della Yakutia, poiché anche i maschi adulti hanno una media di circa 145 kg (320 lb), quindi circa il 40% in meno del peso medio degli orsi maschi di questo sottotipo della Siberia centrale e della penisola di Chukchi.
Nelle misure lineari e nella massa corporea media, diverse sottospecie possono contendersi il titolo di sottotipo più piccolo, anche se finora le loro masse corporee riportate si sovrappongono ampiamente a quelle delle popolazioni più piccole di orsi bruni e grizzly eurasiatici. Leopold (1959) ha descritto l’ormai estinto orso grizzly messicano che, secondo Rausch (1963), come il più piccolo sottotipo di orso grizzly in Nord America, anche se i parametri esatti delle sue dimensioni corporee non sono oggi noti. Gli orsi della sottospecie siriana (U. a. syriacus) pesano da 100 a 160 kg in età adulta. L’orso bruno dell’Himalaya (U. a. isabellinus) è un altro rivale per la sottospecie più piccola; in Pakistan, questo sottotipo ha una media di circa 70 kg (150 lb) nelle femmine e 135 kg (298 lb) nei maschi. Le femmine di orso bruno dell’Himalaya sono state citate con una lunghezza media di testa e corpo di appena 1,4 m (4 ft 7 in). Gli orsi bruni della popolazione compatta del deserto del Gobi, che negli ultimi decenni non è solitamente elencata come sottospecie distinta, pesano tra i sessi da 90 a 138 kg (198 a 304 lb), quindi sono simili nel peso agli orsi dell’Himalaya e anche più pesanti dei grizzly del Jasper National Park. Tuttavia, l’orso Gobi è stato segnalato per misurare fino a 1 m (3 ft 3 in) in testa e lunghezza del corpo, che, se accurato, li renderebbe il più piccolo orso bruno conosciuto in dimensioni lineari. Questi sottotipi di orso bruno più piccoli si trovano tipicamente in habitat di tipo “barren-ground”, cioè sub-deserto negli orsi della sottospecie siriana e del sottotipo Gobi e prato arido alpino negli orsi bruni himalayani.
Le sottospecie più grandi sono l’orso Kodiak (U. a. middendorffi) e il discutibile orso gigante peninsulare o orso bruno costiero (U. a. gyas). Anche l’estinto orso grizzly della California (U. a. californicus) era piuttosto grande. Una volta matura, la tipica femmina di orso Kodiak può variare nella massa corporea da 120 a 318 kg (265 a 701 lb) e dalla maturità sessuale in poi, i maschi vanno da 168 a 675 kg (370 a 1.488 lb). Secondo il Guinness dei primati, l’orso Kodiak maschio medio ha una lunghezza totale di 2,44 m (da testa a coda) e un’altezza alla spalla di 1,33 m (4 ft 4 in). Facendo la media tra i loro pesi bassi primaverili e alti autunnali di entrambe le località, i maschi dell’isola di Kodiak e dell’Alaska costiera pesavano da 312 a 389 kg (da 688 a 858 lb) con una massa corporea media di 357 kg (787 lb) mentre le stesse cifre nelle femmine erano 202 a 256 kg (da 445 a 564 lb) con una massa corporea media di 224 kg (494 lb). Quando raggiungono o superano gli otto o nove anni di età, gli orsi Kodiak maschi tendono ad essere molto più grandi dei maschi di sei anni appena maturi, triplicando potenzialmente il loro peso medio entro tre anni, e possono aspettarsi una media tra i 360 e i 545 kg (794 e 1.202 lb). Le masse corporee medie riportate per entrambi i sessi dell’orso polare sono molto simili al gigante peninsulare e agli orsi Kodiak. A causa delle loro dimensioni corporee approssimativamente corrispondenti, i due sottotipi e la specie possono entrambi essere legittimamente considerati il più grande membro vivente della famiglia degli orsi Ursidae e i più grandi carnivori terrestri esistenti. La dimensione più grande ampiamente accettata per un orso selvatico di Kodiak, così come per un orso bruno, è stata quella di un orso ucciso a English Bay sull’isola di Kodiak nell’autunno del 1894, poiché sono state effettuate diverse misurazioni di questo orso, tra cui una massa corporea di 751 kg (1.656 lb), e una zampa posteriore e un cranio voucher sono stati esaminati e verificati dal Guinness dei Primati. Sono state fatte affermazioni di orsi bruni più grandi, ma queste sembrano essere scarsamente documentate e non verificate e alcune, anche se recitate da autori rispettabili, possono essere affermazioni dubbie di cacciatori.
La più grande varietà di orso bruno dell’Eurasia è l’orso bruno Kamchatkan (U. a. beringianus). Negli orsi bruni di Kamchatkan dei decenni passati, i vecchi maschi sono stati conosciuti per raggiungere una massa corporea di 500-685 kg (1.102-1.510 lb) in autunno, mettendo il sottotipo ben all’interno delle dimensioni dell’orso Kodiak e portandolo ad essere considerato il più grande dei sottotipi russi esistenti. Tuttavia, è stata notata una diminuzione delle dimensioni del corpo di U. a. berigianus, molto probabilmente in correlazione con la caccia eccessiva. Negli anni ’60 e ’70, la maggior parte degli orsi bruni adulti del Kamchatkan pesava solo tra i 150 e i 285 kg (331 e 628 lb); tuttavia, il peso medio degli orsi maschi maturi è stato riportato come una media di 350 – 450 kg (770 – 990 lb) nel 2005.