Рот нижний, рыло тупое и вытянутое. Череп спереди суживается. Большая верхняя челюсть заметно выдается над нижней, длина верхней челюсти в 2,5-3,5 раза больше ее ширины. Рыло широкое, ширина рыльной площадки в 1,5-2,2 раза больше ее высоты. Спина за головой круто поднимается вверх. Жилая форма муксуна из норильских озер отличается более высоким телом, небольшой и более высокой головой, у взрослых рыб спина может быть с горбом.

Обычно много жаберных тычинок (42-65). Окраска серебристая, характерная для всех сиговых, у муксуна из норильских озер она может быть золотисто-желтой.

Предельный возраст в Оби, Индигирке и Колыме равен 16 годам, в Енисее и Хатанге — 18-19 лет, в Норильских озерах — 20 лет и в Лене — 25 лет. Средняя длина половозрелых рыб 33 см при массе 1-2 кг, отдельные особи достигают 75 см и массы 7-8 кг; в бассейне Гыданской губы ловили муксуна длиной до 94 см и массой 13,8 кг. Растет медленно.

Образ жизни. Полупроходная рыба, большую часть года нагуливается в опресненных прибрежных водах Ледовитого океана, выдерживая соленость 6-8 и выше, откуда идет на нерест в Кару, Обь, Енисей, Лену и Колыму, не поднимаясь, впрочем, высоко. Описаны и озерные формы муксуна, обитающие в Норильских озерах.

Питание. Основу питания молоди составляет рачковый зоопланктон, в меньшей степени — придонные ракообразные и бентос (моллюски, полихеты, личинки насекомых), придонные мизиды и бокоплавы. Муксун питается и зимой, преимущественно зоопланктоном; летом в питании преобладают представители бентоса. В солоноватых водах северных рек главной пищей является рачок Limnocalanus grimaldii. Таким образом, кажущееся несоответствие нижнего рта (типичный бентофаг) и большого числа жаберных тычинок (признак планктофага-фильтратора) объясняется разным характером питания муксуна зимой и летом.

Размножение. Созревает муксун в возрасте 6-7 лет в Оби, в возрасте 11-14 лет — в Лене и Анабаре. Обычно первый нерест совпадает с достижением рыбой длины 47-50 см и массы 0,8-1,5 кг. Заход в реки начинается в конце лета (июль-август), нерестилищ муксун достигает в октябре-ноябре, проходя вверх по реке 1-2 тыс. км со скоростью 20 км/сут. Нерест на перекатах или на плёсах совпадает по времени с образованием льда при температуре воды 1-2° С. Плодовитость колеблется от 9 до 167, в среднем 40-60 тыс. икринок. Скат взрослых рыб с нерестилищ бывает зимой. Отмечены пропуски нереста у отдельных особей. Развитие икры длится 150-180 сут. Массовый выклев личинок приходится на апрель.