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Este mamíferos artiodáctilo tiene un aspecto similar al bisonte americano (Bison bison), pero de constitución más ligera.
Tiene los cuartos delanteros muy desarrollados, la cabeza ancha y grande y la cruz marcada. El color del pelaje es pardo oscuro, largo, y particularmente desarrollado en la cabeza, hombros y cuello. Los becerros suelen tener el pelaje más claro. Lucen una pequeña "barba" en la garganta, y la cola está recubierta por pelo largo. La parte inferior de las patas tienen pelaje corto, al contrario que en el bisonte americano. Ambos sexos poseen cuernos cortos, gruesos y orientados hacia arriba.
A pesar de sus movimientos lentos habituales, los bisontes europeos son sorprendentemente ágiles.
El bisonte europeo es un animal de rebaño. Vagan en grupos de unos 20 individuos, alimentándose de todo tipo de materia vegetal, fundamentalmente follaje bajo, pero también hierbas, cortezas y ramas tiernas.
En invierno se reúnen en manadas que pueden llegar al medio centenar mientras retiran la nieve en búsqueda de raíces y frutos enterrados. Los machos más mayores prefieren una vida más solitaria. El bisonte europeo no es un animal territorial.
Entran en celo entre los meses de agosto y septiembre. La época de celo tiene lugar entre agosto y octubre. Las hembras suelen tener un período de gestación de 264 días, y suelen dar a luz a un ternero a la vez, para lo cual suelen aislarse del resto de la manada.