Petit passereau à la silhouette rondelette aux pattes et au bec noir. Le mâle nuptial est de couleur pie, aux dessous blancs et noir brillant au-dessus ; mais plus on se dirige vers l'est de l'Europe, plus son plumage est gris. Il a une petite étoile blanche juste au-dessus du bec, une surface blanche sur les ailes et une queue discrètement bordée de blanc. Puis il mue en juillet-août et se ternit pour l'automne. Les couleurs sont alors pareilles à la femelle, bien qu'aux ailes et à la queue plus sombres tout de même. La femelle brune, légèrement grise, se reconnaît par l'absence de tache blanche au front et le blanc des ailes moins étendu.

Forêts de feuillus, forêts mixtes à sous-bois dégagé, plus rarement vergers et parcs, constituent les biotopes du Gobemouche noir, avec une préférence pour les massifs de châtaigniers, les chênaies et les hêtraies. Il recherche les endroits dégagés pour chasser les insectes en se posant sur un perchoir ou en pratiquant le vol stationnaire : clairières, prés, champs. Son régime alimentaire comprend essentiellement des chenilles, des hyménoptères et des diptères. Pour se cacher, il préférera l'abri des bois et des futaies. Dans les Alpes, on peut le trouver jusqu'à 1500 m d'altitude.

Comme de nombreux oiseaux migrateurs, le Gobemouche noir revient chaque année sur le même territoire de nidification.

Pour installer son nid, il recherche de grands arbres dans les forêts de feuillus, des sous-bois idéalement dégagés et tapissés d’un peu d’herbe à leur pied afin d’y chasser plus facilement les insectes. L’espèce étant cavernicole, elle niche dans des trous d’arbre, parfois un ancien nid de Pic épeichette, mais aussi dans une cavité de mur ou une fissure de falaise. L’espèce ne boude pas les nichoirs. Cependant, le Gobemouche noir est en concurrence notamment avec les mésanges charbonnières pour la conquête des cavités de nidification qui sont souvent déjà occupées par elles quand, au printemps, le Gobemouche revient d’Afrique.

C’est ainsi que, vers le mois de mai, attirée par le chant et le plumage du mâle, la femelle choisit une cavité pour y construire un nid à l’aide de morceaux d’écorce, de feuilles, de crins, de mousse et de tiges sèches. Elle pond 4 à 8 oeufs bleu pâle et les couve seule pendant 12 à 15 jours. Le mâle tente souvent de séduire plusieurs femelles et parfois même, réussit à en conquérir une deuxième. Celle-ci devra alors se débrouiller seule, ou presque, pour subvenir à ses besoins et à ceux de sa nichée, car le mâle retourne en général au premier nid. La bigamie reste nettement moins fréquente que la monogamie chez cette espèce. Les jeunes, au premier plumage brun tacheté, prennent leur envol une quinzaine de jours après l’éclosion. Ils abandonnent le nid au début du mois de juillet, puis les familles commencent à quitter le territoire le mois suivant. Il n’y a pas de seconde ponte, mais parfois une ponte de remplacement en cas d’échec de la première.

Le gobemouche noir est un migrateur au long-court. En période de reproduction, son aire de répartition s'étend à toute l'Europe et l'Asie. D'Est en Ouest, depuis les steppes de la Sibérie centrale jusqu'à la Scandinavie, et au sud jusqu'à la France, la péninsule ibérique, et même jusqu'en Afrique du nord. Mais il est malgré tout plus présent dans le nord de l'Europe. Le bastion de l’espèce s’étend de la Russie à la Scandinavie, aux Pays-Baltes, à la Pologne et à l'Allemagne. En effet c'est là qu'il trouve son habitat de prédilection et la profusion d'insectes estivaux nécessaire à sa progéniture. Il hiverne au sud du Sahara, en Afrique tropicale. C'est en avril qu'il fait son retour dans notre région pour la quitter entre août et octobre.