Gråhuvad munia är en liten tätting med vitaktigt till ljusgrått huvud, mörkt gråbrun rygg, ljusgrått bröst och svart buk. De olika populationerna skiljer sig åt, där de i låglandet har mörkare rygg med orange på stjärt och övergump, medan bergsbestånd istället har gult på de senare. Ungfågeln liknar ung brunbröstad munia, men har ljusare huvud och mörkare näbb. Lätena består av mjuka, kvittrande toner.
Gråhuvad munia förekommer enbart på sydöstra Nya Guinea och delas in i tre underarter med följande utbredning:
Gråhuvad munia hittas i gräsmarker i låglänta områden och medelhöga bergstrakter.
