Dziób o barwie od niebieskiej po łupkowoszarą, nasada i rogowa wypustka na końcu czarne; niebieski kolor jaśnieje ku końcowi dzioba. Nogi i stopy ołowianoszare, na zgięciach ciemniejsze. Samicę odróżnia słabszy połysk na głowie i szyi, obecność kasztanowej plamy przy nasadzie dzioba, bardziej matowy odcień kasztanowego w górnej części piersi i brak prążkowania w niej, zaś na piórach na brzuchu więcej brązu u nasady. Tęczówka jest ciemniejsza niż u samców, a dziób i nogi jaśniejsze.
Samce podgorzałki zielonogłowej najlepiej odróżniać od innych samców Aythya po kombinacji czarniawej głowy, górnej części szyi i wierzchu ciała, białawych oczu oraz kasztanowo-białych boków ciała. W locie wzór na skrzydle identyczny ze wzorem podgorzałek zwyczajnych, ale biały pasek w górnej części skrzydła nie zachodzi tak daleko na zewnętrzne lotki. W szacie spoczynkowej samce przypominają samice, odróżnić je można po kolorze tęczówek. W przypadku samic w identyfikacji ważne jest połączenie ciemnobrązowej głowy z piersią w kolorze ciepłego brązu i białymi z przodu bokami.