Brunryggig bergtyrann är en karakteristisk flugsnapparliknande fågel med ljust ögonbrynsstreck, gulbruna vingband och kanelbrun undersida. Arten liknar rostbröstad bergtyrann, men det kanelbruna på undersidan sträcker sig ner till buken och formar inte en distinkt bröstfläck. Bland lätena hörs gälla gnisslanden och vassa "dewit", ofta avgivna av paret i en blandad duett.
Brunryggig bergtyrann delas in i fyra underarter med följande utbredning:
Tidigare inkluderades rostbrynad bergtyrann (O. superciliosa) i arten, men urskildes 2016 som egen art av BirdLife International, 2022 av tongivande eBird/Clements och 2023 av International Ornithological Congress.
Brunryggig bergtyrann hittas i skog och buskmarker nära eller ovan trädgränsen.