C'est le plus grand pic (46 cm). Aisément reconnaissable par sa couleur entièrement noire, avec une calotte rouge vif s'étendant du front jusqu'à l'arrière de la nuque chez le mâle, la femelle pour sa part présentant seulement une tache rouge à l'arrière de la calotte.
La langue des pics est effilée, très longue, visqueuse et pourvue de nombreux corpuscules de tact, dont l'extrémité petite, plate et pointue, est ornée de petits crochets. Elle peut être projetée loin en avant. Leurs tarses sont courts et les doigts pourvus d'ongles solides et recourbés. Deux sont dirigés en avant et deux en arrière, ils leur permettent de grimper facilement aux arbres tout en prenant appui sur les plumes de la queue, excessivement robustes.
Il fréquente les espaces arborés nécessaires à son alimentation et à son mode de nidification. On le retrouve donc dans la taïga, les bois de toutes tailles, les forêts que ce soit en plaine ou en altitude. Il affectionne indifféremment les grands massifs de conifères ou de feuillus, pourvu qu'ils possèdent de grands arbres espacés. Il s'accommode de toutes les essences (hêtres, sapins, mélèzes, pins).
Solitaires le reste de l'année, les pics noirs commencent à parader en janvier. Ils s'attirent mutuellement par des cris de contact doux, mais aussi en donnant une série très rapide de coups de bec sur le tronc sec, produisant ainsi un tambourinage très sonore. Lorsque la rencontre a eu lieu, le couple parade de concert, balançant la tête et décrivant des cercles, le bec à l'unisson. Finalement, le mâle conduit la femelle jusqu'au site qu'il a choisi pour nicher. Le nid est creusé dans le tronc d'un arbre sain ou malade. Il s'agit en général d'une grande ouverture ovale, pratiquée à une hauteur variant entre 4 et 15 mètres, ce qui met les petits à l'abri des prédateurs terrestres. Le mâle est monogame. La ponte de 3 à 5 œufs a lieu en avril. L'incubation dure de 12 à 14 jours. L'envol est précoce et peut se produire dès le vingt-septième jour.
Il est à la fois végétarien et insectivore. Il se nourrit principalement de fourmis et d'insectes xylophages qu'il prélève en effectuant des perforations dans l'écorce grâce à son bec acéré. Dans certaines régions, son régime alimentaire comporte près de 99% de fourmis. Ailleurs, les larves de coléoptères sont consommées en grand nombre, de même que les chenilles de papillons et les asticots de mouches. Ses sites de nourrissage privilégiés sont les arbres morts ou dépérissants, les souches gisant à terre sur un lit de feuilles mortes. En hiver, ce grand myrmécophage effectue des prélèvements importants dans la fourmilières mais il extirpe également parfois de leur ruche les abeilles en hibernation. A l'occasion, il mange des fruits, des baies et même des œufs d'autres oiseaux. Il mange aussi des oisillons.