При благоприятных условиях достигает 25—30 м в высоту и до 80 см в диаметре.
Сравнительно недолговечна, живёт до 120 лет, реже до более взрослого возраста.
Кора у молодых деревьев коричневая, а с 8—10 лет белеет. Молодые особи можно спутать с видами ольхи. Во взрослом состоянии хорошо отличается от других деревьев по белой коре. У более старых деревьев кора в нижней части ствола становится глубокотрещиноватой, чёрной.
Древесина желтовато-белая, плотная и тяжёлая. Ветки голые, покрыты многочисленными густорассыпчатыми смолистыми желёзками-бородавочками (отсюда и произошли названия берёза бородавчатая и берёза плакучая). Молодые ветви повисают вниз, что придаёт кроне берёзы очень характерный облик (название — берёза повислая). Крона ветвистая, но не густая, ветвление симподиальное.
Листья от ромбически-яйцевидных до треугольнояйцевидных, 3,5—7 см длины, 2—5 см ширины, заострённые на верхушке с ширококлиновым или почти усечённым основанием, гладкие, в молодом возрасте клейкие; края двоякозубчатые. Черешки голые 0,8—3 см Почки сидячие.
Цветки мелкие, невзрачные, однополые, собраны в серёжчатые, повисающие соцветия на концах веточек. Женские серёжки одиночные на коротких побегах, стоят вертикально, 2—3 см, очень тонкие, мужские длинные, свисающие, 5—6 см, располагаются по 2—4 на концах удлинённых побегов прошлого года. Цветёт до распускания листьев (по некоторым источникам — одновременно с распусканием листьев).
Берёза повислая в свободном состоянии начинает плодоносить с 10 лет, а в насаждении — с 20—25 лет. Плодоношение продолжается ежегодно. Плоды созревают к концу лета и начинают рассеивание. Рассеивание происходит постепенно в течение всей осени и зимы. В берёзовом лесу может выпадать ежегодно до 35 кг берёзовых семян на 1 га. Плод — мелкий крылатый орешек.
Корневая система берёзы сильно развита, но проникает в почву неглубоко, поэтому деревья нередко подвергаются ветровалу.
Берёза повислая — одна из самых светлолюбивых пород.
Часто берёза повислая и берёза пушистая растут совместно и образуют множество переходных форм. Берёза повислая имеет разновидность — Берёза карельская Betula pendula с очень красивой узорчатой древесиной.
Широко распространённая лесообразующая порода, формирующая мелколиственные леса по всем климатическим зонам, кроме тундры; однако берёзовые леса по большей частью не являются коренными, а возникают на месте сведённых лесов, в первую очередь хвойных. Чаще связана с бедными, хорошо дренированными почвами. Так как берёза светолюбива, легко вытесняется более долгоживущими и крупными деревьями; во многих случаях присутствует в лесах только как примесь, по более светлым участкам.
Имеет обширный ареал в Европейской части России (от тундры до степей), растёт в Западной Сибири, на Алтае и Кавказе.
За пределами России распространена почти по всей Европе, за исключением Пиренейского полуострова, в Северной Африке, в Передней и Центральной Азии. Из видов берёз имеет наибольший ареал. В горы эта берёза поднимается до высоты 2 100—2 500 м над уровнем моря. Интродуцирована повсюду в зоне умеренного климата.
Легко поддаётся механической обработке. Чрезвычайно неустойчива против гниения. Лучше всего сохраняется погружённой в воду.
Используется как фанерное сырьё, в производстве лыж, мелких резных игрушек.
Из древесины получают древесный уголь, уксусную кислоту, метиловый спирт, скипидар. При сухой перегонке коры образуется дёготь, применяемый в медицине и парфюмерии.
Благодаря высокой теплотворности ценится как хорошее топливо.
Из ветвей вяжут веники для бани.
Почки и листья применяют в народной и официальной медицине, они обладают мочегонным, желчегонным, потогонным, кровоочистительным, бактерицидным, противовоспалительным и ранозаживляющим действием.
Весенний сок является вкусным и полезным напитком.
Листья выделяют фитонциды, способные убивать болезнетворные микроорганизмы уже через 3 часа.
