Fragment drzewa filogenetycznego obejmujący 8 gatunków z rodzaju Emberiza przedstawiono na poniższym kladogramie:
Morfologia thumb|Osobnik sfotografowany na wyspie Lesbos Długość ciała wynosi 16,5–18 cm, masa ciała – 221–297 g. Trznadle popielate są stosunkowo duże i smukłe, z długim dziobem, lecz raczej pozbawione wyraźnych cech charakterystycznych. Długość skrzydła i ogona u samców (n=18) i samic (n=10) wynosi odpowiednio 88–98,5 mm (średnio 93,6 mm) i 85–91 mm (średnio 87,8 mm) oraz 70–78 mm (średnio 73,4 mm) i 67–73,5 mm (średnio 70,5 mm). Wysokość dzioba u osobników obu płci (n=26): 5,8–7,3 mm (średnio 6,5 mm). Dzięki swemu jasnemu i niemal pozbawionemu kreskowania upierzeniu, wąskiej obrączce ocznej oraz jasnemu i dość mocnemu dziobowi trznadle popielate najbardziej podobne są do samic trznadli czarnogłowych (Granativora melanocephala). Odróżniają je między innymi białe rogi ogona. Samiec cechuje się gładką żółtawoszarą głową, żółtawym gardłem, szarą piersią oraz szarawym płaszczem z niepozornymi szarymi plamkami. Samice i osobniki młodociane (1. zima) można odróżnić dzięki drobnym kreskom na ciemieniu, płowobiałemu gardłu, brązowawej głowie i płaszczu oraz szarobrązowej piersi z drobnym kreskowaniem.