Picide di grandi dimensioni (lunghezza 45-47 cm, apertura alare 64-68 cm), il peso varia dai 250 ai 400 g. Ha ali arrotondate, coda appuntita, occhio giallo nell'adulto e azzurro nel giovane. Come gli altri picchi possiede piedi zigodattili (due dita rivolte in avanti e due posteriori) ed una coda rigida, adattamenti che gli consentono di arrampicarsi agevolmente sui tronchi verticali. Il becco color grigio avorio può apparire bianco a distanza. Il dimorfismo sessuale è limitato alla parte superiore della testa, che nel maschio risulta rossa, mentre nella femmina solo la nuca è rossa.
Il picchio nero risulta diffuso nel paleartico con due sottospecie. In Europa va dalla Spagna settentrionale fino alla Russia e alla Turchia, mentre risulta assente nell'arcipelago britannico e in Portogallo. In Italia è frequente sulle Alpi, mentre è frammentato e localizzato sugli Appennini; inoltre, la specie risulta in espansione in ambiti di pianura in Piemonte, Lombardia, Veneto e Friuli Venezia Giulia. Nel periodo invernale si può spostare verso il fondovalle.
Il picchio nero preferisce boschi di faggio e abete bianco con alberi di grandi dimensioni e un'ampia superficie, anche se può adattarsi ad altri tipi di foreste; risulta favorito da spazi aperti, come radure e praterie, utili alla ricerca di cibo (in particolar modo formiche), soprattutto al di fuori della stagione riproduttiva
Il foro d'ingresso dei nidi, scavati su grandi alberi sprovvisti di rami bassi, è ellittico e alto almeno 9 cm (quasi circolare con diametro non superiore a 6 cm negli altri picchi europei). Gli scavi alimentari, di forma irregolare, possono raggiungere e superare i 15–20 cm di lunghezza.
Col forte becco scava il legno sia di alberi vivi, sia di tronchi secchi o marcescenti alla ricerca di insetti.Anche i grandi formicai vengono divelti a colpi di becco, con successiva cattura delle piccole prede agevolata dalla lunga lingua, resa vischiosa dal secreto delle ghiandole salivari.
Nidifica da marzo ad inizio estate. Ogni coppia nidificante necessita di ampie porzioni di foresta (dai 300 ai 600 ettari), all'interno o al margine delle quali costruisce più nidi scavati su varie essenze (in Valle d'Aosta, in ordine di importanza: pioppo tremulo, faggio, abete bianco, pino silvestre e larice). Le 4-5 uova sono covate da entrambi i sessi per 12-14 giorni e i piccoli abbandonano la cavità all'età di circa un mese. I nidi non utilizzati rappresentano utili ricoveri per una numerosa serie di animali, come la Civetta capogrosso, il Picchio muratore, lo Scoiattolo e alcuni pipistrelli, fino a insetti di vari ordini.
