Это маленькая птичка, длина которой 12—13,5 см, масса 10—12 г. Легко отличима от всех других синиц заметным даже на расстоянии хохолком на голове.
За этот хохолок ее часто называют «гренадерка». Образующие его удлиненные перья черные с белыми пятнышками. Окраска спинной стороны тела, кроме головы, буровато-серая с малозаметным оливковым оттенком. На горле и по бокам шеи черные пятна; щеки и пространство между глазом и основанием клюва грязновато-белого цвета. Брюшная сторона желтовато-белая. Крылья и хвост темно-бурые. Радужина глаза темно-бурая. Клюв и когти черные.
У нас эта птица обитает в хвойных лесах европейской части страны. Ведет она оседлый образ жизни, лишь осенью и зимой предпринимая кочевки на сравнительно небольшие расстояния. Как в гнездовой период, так и во время кочевок хохлатая синица держится исключительно в хвойных лесах, очень редко встречаясь в смешанных участках и избегая чистых лиственных насаждений. Из всех синиц это наиболее тесно связанный с хвойными породами вид.
В гнездовой период встречается в старых и средневозрастных еловых и сосновых лесах, там, где есть дуплистые деревья. В марте происходит разбивка на пары; в это время самцы поют, сидя где-нибудь на верхушке ели или сосны. Песенка — короткая хрипловатая трель «… ци-трр, ци-трри…». Гнезда птицы устраивают невысоко над землей в старых дуплах малых пестрых дятлов, прошлогодних дуплах буроголовых гаичек, естественных пустотах стволов деревьев, если входное отверстие дупла не превышает 3 см в диаметре, реже используют старые беличьи гнезда или гнезда хищников, устраиваясь в их нижней части среди сухих сучьев и ветвей. В начале апреля в лесу можно наблюдать, как птички собирают и носят в дупло строительный материал. Основание гнезда строится из мха с примесью лишайника; внутренняя часть и лоток выстилаются шерстью, которая утаптывается птичками и превращается в войлокоподобную массу. В сезон бывает две кладки: первая, состоящая из 5—9 яиц, во второй половине апреля; вторая, из 4—6, в июне. Яйца белые с красновато-коричневыми пятнышками, образующими вокруг тупого конца яйца венчик. Насиживает только самка в течение 13—15 дней; самец в это время занят поисками корма для себя и для нее. Вылупившиеся птенцы остаются в гнезде в течение 20—21 дня. По вылуплении первые 3 дня птенцов и самку, обогревающую их, кормит самец; с 4—5-го дня к нему присоединяется и самка. За день обе взрослые птицы делают до 300 прилетов к гнезду. Первые два дня птенцы выкармливаются соком пауков и гусениц; с 3-го по 7-й — пауками и мелкими гусеницами; более взрослым птенцам приносятся также мелкие бабочки, цикадки, мелкие жуки, двукрылые, пилильщики и т. п.
Вылетевшие из гнезда птенцы в течение недели докармливаются взрослыми птицами; потом самец и самка оставляют их и приступают ко второй кладке (которая бывает не у всех пар), а молодые кочуют поблизости от мест своего рождения. Осенью такие стайки объединяются с выводками других видов синиц, корольками и некоторыми другими птицами и вместе кочуют в поисках пищи, оживляя опустевший зимний лес своими голосами. В такой стае хохлатые синицы наряду с буроголовыми гаичками составляют ядро, за которым движутся все остальные птицы. Кочуя по лесу, гренадерки не удаляются обычно далеко от мест своего рождения: в большинстве случаев они зимой откочевывают не более чем на десятки — сотню километров.
Чаще всего хохлатых синиц можно наблюдать на концах тонких, покрытых хвоей веточек или, что бывает реже, на более крупных, не несущих хвою ветвях. Здесь птички быстро, не задерживаясь подолгу на одном месте, осматривают развилки веточек, трещинки коры, пучки хвои, нередко при этом подвешиваясь к ветке вниз спинкой или вниз головой; реже порхают у концов веточек, высматривая добычу и заприметив что-то подозрительное, «останавливаются» в воздухе быстро трепеща крылышками и на лету пытаясь склюнуть свою жертву. Летом и весной птички держатся в кронах больших деревьев, но с наступлением холодов посещают в поисках насекомых подлесок, а часто и землю. С выпадением снега гренадерку часто можно видеть и на снегу, где она собирает опавшие семена и сдутых с ветвей деревьев беспозвоночных.
Питаются хохлатые синицы в летний период исключительно чешуекрылыми (преимущественно гусеницами), жуками (среди которых преобладают долгоносики и листоеды), паучками и равнокрылыми (преимущественно тлями и щитовками); реже в пище встречаются мухи, перепончатокрылые и другие насекомые. Осенью и зимой наряду с беспозвоночными в большом количестве потребляются семена ели, сосны и некоторых других хвойных деревьев.
Чтобы обеспечить себя пищей в холодное зимнее время, гренадерки (особенно на севере своего ареала) в конце лета и осенью запасают пищу впрок. Пойманных насекомых, паучков и семена ели и сосны они прячут в трещины и щели коры, развилки ветвей, зажимают добычу между хвоинками на ветвях. При этом синицы засовывают запасаемый корм с нижней стороны ветвей так, чтобы выпавший снег не закрывал доступ к «кладовым». Зимой и в начале весны гренадерки отыскивают кладовые и поедают находящиеся в них запасы. При этом используют сделанные запасы птички, по-видимому, коллективно, т. е. зимой ищутся и находятся чаще не те объекты, что запасали они сами осенью, а кладовые других индивидов (а вероятно, и других видов синиц).
Проводя все сезоны в наших лесах, хохлатые синицы оказывают заметное влияние на численность ряда обитающих в кронах ели и сосны видов насекомых — фитофагов, которых регулярно потребляют в течение года. Таким образом, эти птицы — важный фактор естественной регуляции численности потенциально опасных для древостоя насекомых. Кроме того, синицы — одни из немногих пернатых обитателей зимнего леса, присутствие которых вдыхает жизнь в его угрюмое безмолвие. В неменьшей степени оживляют синичьи стаи парки и большие скверы зимой, что делает их желанными гостьями городских древонасаждений.