Di piccole dimensioni (cm 6-10, senza coda), è di colore variabile, con dorso grigio, ventre e fianchi più chiari. Vive anche più di 3 anni. La maturità sessuale si può avere anche dopo 6 settimane, mentre la gestazione dura 22 giorni. I nati, in media 4-7, sono nudi, ciechi e richiedono per le prime due settimane di vita cure parentali. Il topo domestico è ottimo arrampicatore. Gli escrementi vengono abbandonati lungo le piste e soprattutto ove l'animale si sofferma per nutrirsi. Il topo vive in gruppi familiari; la territorialità è data dalla distribuzione di urina.
I nidi, costruiti nei mobili, nelle tubature vuote, nei cassetti chiusi da lungo tempo, nelle imbottiture delle poltrone, sono fatti di detriti di carta rosicchiata, stracci, segatura di legno, fieno, frammenti di materiale plastico. Di solito, l'area utilizzata da ogni individuo è di pochi metri quadri e viene incessantemente esplorata.
Contrariamente al Rattus rattus, questa specie è in grado di nuotare molto bene; scava gallerie sotto terra e vi costruisce il nido, preferendo terreni argillosi e compatti, possibilmente in vicinanza di corsi d'acqua. La maturità sessuale viene raggiunta all´età di due mesi, la gestazione dura 23-24 giorni; i nati sono di solito 5-10, ma possono arrivare fino a 12. Le femmine possono partorire sino a 7 volte all'anno. Il ratto di fogna vive in gruppi a volte numerosi, con una spiccata territorialità.
È una specie onnivora, con predilezione per cibi di origine animale. Uno dei principali motivi che ne facilita oggigiorno la moltiplicazione è la rete fognaria e l'accumulo di rifiuti, nelle periferie delle città. Gli itinerari percorsi alla ricerca di cibo sono costanti, ben evidenti, sia lungo i muri degli edifici che tra le erbe di prode, di fossati o di incolti. Si insedia frequentemente anche negli allevamenti animali.
E' la specie più pericolosa come potenziale vettore di patogeni. I danni sono determinati soprattutto dalla possibilità di contaminazione, in quanto tale specie è una tra i più importanti vettori di malattie, a causa degli ambienti abitualmente frequentati (come uccidere i topi).
E' in grado di vivere alcuni anni. La maturità sessuale viene raggiunta dopo circa 11 settimane; il nido viene generalmente costruito sopra terra. Dopo una gestazione che dura 24 giorni, nascono di solito 5-10 individui; ogni femmina può avere sino a 6 parti all'anno in ambiente confinato, mentre nelle popolazioni viventi all'aria aperta le generazioni non sono più di tre.
È una specie essenzialmente granivora, anche se nel complesso deve essere considerata onnivora, in quanto in grado di cibarsi di frutta, noci e nocciole, cortecce di piante.
In Italia sono presenti le due sottospecie: alexandrinus e frugivorus.
Allo stato selvatico il ratto nero vive sugli alberi (pini, lecci, palme), ove costruisce il nido con detriti vegetali, foglie secche, muschio.Dotato di eccezionali doti acrobatiche (è in grado di utilizzare in equilibrio cavi elettrici e fili del telefono per spostarsi) può trasferirsi anche nelle abitazioni, alla ricerca di cibo.
Nei magazzini predilige vivere nelle zone alte e più asciutte. In questo caso il nido è costruito in anfratti di muro o sulle travature dei tetti, utilizzando detriti di varia natura.
E' decisamente dannoso, sia per la distruzione delle derrate, che per i danni arrecati a piante e frutti in pieno campo. Si aggiunge la possibilità di inquinare con i propri escrementi gli alimenti, nonché il rischio di trasmissione di malattie sia all'uomo che agli animali domestici.