黑头黄鹂隶属雀形目、黄鹂科、黄鹂属，属于小型鸟类，体长约24 - 25厘米，体重在30克上下。它与黑枕黄鹂颇为相似，鸟喙呈肉粉色，且较为修长；腿部灰黑，短而有力；眼睛虹膜棕红，灵动有神，雌雄鸟在外观上存在差异。雄鸟头部、枕部及喉部覆有黑色羽毛，恰似头戴黑色头套，这正是 “黑头” 名称的由来。
其颈部、背部、翅膀覆羽、腰部、尾部、胸部、腹部、两肋、臀部及尾下羽毛皆为金黄色，十分夺目，不过尾羽中央有一块黑色羽斑。翅膀飞羽为黑色，最前端的黑色飞羽中部有金黄色羽斑。相比之下，雌鸟的色泽稍显暗淡，头部枕部羽毛呈黑灰色或绿褐色，喉部为杏黄色，带有黑色细纹。金黄色羽毛部分略泛橄榄绿色，鸟喙呈黑褐色。整体而言，这是一种颜色绚丽的可爱小鸟。
在国内，黑头黄鹂分布于西藏、云南、四川等省份，主要栖息在海拔2000 - 3000米的高山针叶林、混交林、桦树林、栎林以及林线以上的杜鹃灌丛矮树丛中。冬季时，它们会迁至海拔2000米左右的低山山脚和沟谷地带活动。
黑头黄鹂属于留鸟，无需迁徙。它们平时多成对或单独活动，冬季会结成小群。喜欢在树木枝叶间穿梭，偶尔也会现身于灌木丛。它们在枝条间嬉戏，飞上飞下，活泼好动，爪子极为有力，甚至能在垂直90度的树枝上站稳。有时它们会在枝条间停歇，一边休息，一边留意四周。它们不时用爪子挠挠头，或抖动羽毛。休息时常发出 “咕咕呱嗷” 般的鸣叫声，鸣叫时抬头挺胸，似仰天长啸，声音嘹亮悦耳、空灵动听，能传至远方。它们不仅有自身独特的鸣叫声，还能惟妙惟肖地模仿其他鸟类的叫声。因其漂亮的羽毛和悦耳的歌喉，深受人们喜爱，常被作为观赏鸟饲养。
黑头黄鹂的食物主要以植物性食物为主，包括树木及灌木的种子、果实、浆果、嫩芽、嫩叶等，同时也会捕食昆虫和昆虫幼虫等动物性食物。
每年4 - 7月是黑头黄鹂的繁殖期，它们实行一夫一妻制。筑巢前，雌雄亲鸟会一同在树丛间飞行，寻觅合适的巢址。选定后，它们会在巢区内不同树上鸣唱，相互呼应，有时还会在巢区天空中比翼齐飞。此时亲鸟的领地意识极强，若有其他黄鹂闯入巢区，会立刻奋起驱赶。它们会在阔叶林的高大乔木上筑巢，通常将鸟巢搭建在树枝的枝杈处。鸟巢构造精巧，周围枝叶繁茂，十分隐蔽，且鸟巢一般距离地面3 - 8米，能有效阻挡大多数入侵者。雌鸟每窝产卵2 - 4枚，卵呈粉红色或白色，带有红褐色或灰紫褐色的斑点或条纹。卵产齐后，由雌鸟负责孵卵，孵化期约15天。雏鸟属于晚成性，出壳后由雌雄亲鸟共同抚育。刚出壳的雏鸟十分娇弱，既需要大量营养以满足生长需求，也需要亲鸟时常在巢内提供温暖。待雏鸟适应数天、长大一些后，雌雄亲鸟便会积极外出捕食，仅在天气恶劣及夜晚时回巢。在亲鸟的悉心照料下，雏鸟逐渐羽翼丰满，不久便可离巢生活。
