一种大到非常大的圆头猫头鹰，没有耳毛。巨大的头部周长可能高达510mm。女性平均比男性重300克以上。深灰色的冠部和上部，略带褐色，有模糊的暗色条纹，并有浓密的斑驳和较暗的蠕状突起。飞羽有暗色和浅色的条纹，相对长的楔形尾巴有条纹和斑驳的灰色和暗色。浅灰色下部暗蛭石，具斑驳和弥漫的纵向暗条纹；腹部被遮住了。圆形的白色面盘有六个或更多的棕色同心环，细的深色皱褶下面边缘是前颈中间非常突出的白色斑块。眼睛（在大头上看起来相对较小）是黄色的，内侧边缘有一点黑色和两个大的向外的逗号状白色标记。从象牙色到黄色的喙周围有黑色的胡须，上面有白色的小胡子。羽毛浓密的跗骨和脚趾是灰色的，带有暗色的斑点，相对较弱的只有轻微弯曲的爪子是黑色的。
幼年绒毛鸡是白色的，粉红色的皮肤。浅灰色中岛动物，上下有暗色条纹和白色斑点，脸暗色，眼睛淡黄灰色，脑和喙暗黄色。在飞行中显得头重尾长，这是一种不同于任何其他鸟类的形状。它以缓慢而轻快的翅膀轻而易举地飞行，并且在树木之间非常敏捷地通过。发出一系列有规律的、深沉的ho音符持续时间和间隔相等的，最多12分钟。整个通话持续到6-8秒，平均通话间隔33秒。
食物和狩猎这是田鼠专家，但它-Sionetary带走其他小型哺乳动物，如鼩鼩和旅鼠；鸟类、青蛙和无脊椎动物在饮食中很少出现。在加利福尼亚，它主要吃比田鼠大得多的口袋地鼠。偏爱半开放的狩猎区域，能够仅通过听觉定位猎物，并用藏在雪盖下的“紧握双脚”捕捉猎物。它可以用力击破雪壳，足以承载80公斤的人，穿透深度高达45厘米。
栖息于云杉，松树和混交林附近的空地和沼泽地区，从低地到海拔3200米。在冬天，它经常进入农舍附近和有开阔田野的地区。地位和分布世界上仅有的几种猫头鹰之一生活在全北极森林地带，在欧洲最北端的巢在挪威北部，波兰最南端，在北美洲的范围从阿拉斯加南部到加利福尼亚北部和明尼苏达州北部。这个物种似乎不像以前认为的那样稀有，但由于它的游牧运动，很难研究。欧洲（包括俄罗斯以东至乌拉尔山脉）的平均人口估计为4400对。2004-2005年冬季，在明尼苏达州有超过1万只大灰猫头鹰的报道，因此北美的数量远远超过欧洲。
地理变异只列出了三个亚种：被提名的nebulosa，从阿拉斯加中部向东穿过加拿大南部和美国南部到爱达荷州、蒙大拿州西部、怀俄明州和明尼苏达州东北部，有灰色的脸，下部有更多的条纹，通常是棕色的带有白色斑纹；来自加利福尼亚州内华达山脉的yosemitensis最近根据DNA研究从nebulosa中分离出来；lapponica产于欧亚大陆北部到吉尔吉斯斯坦、中国东北和库页岛，脸不那么灰白，有更突出的条纹。
较小的有长猫头鹰，同域分布的相似种在加拿大和美国北部，在面盘上有明显的同心纹，黑棕色眼睛和灰棕色背部。乌拉尔猫头鹰也更小，在欧亚大陆的范围重叠，有深棕色的眼睛，下面有大胆的条纹，苍白的脸上没有深色的同心环。