Le pinson des arbres adulte, d'environ 15 cm de long, ainsi que le juvénile possèdent deux barres alaires blanches, assez significatives et la queue est gris-ardoisé au centre, avec les rectrices blanches. Le bec du pinson est gris-bleu en été et se brunit en hiver, et ses yeux sont marron foncé. Ses pattes et ses doigts sont brun clair à gris foncé. L'hiver, le plumage du pinson se ternit légèrement. Adulte, il pèse entre 20 et 25 g.Son bec, à la fois large à la base et pointu, traduit une adaptation alimentaire mixte de graines et d’invertébrés. Les graines d’arbres les plus prisées sont celles de hêtres (Fagus), d’érables (Acer), de bouleaux (Betula), d’aulnes (Alnus) et de résineux. Les bourgeons, baies et fruits sauvages et cultivés ainsi que les graines des plantes herbacées et céréalières (surtout le colza) sont aussi consommés mais en période de reproduction le régime devient nettement insectivore à l'opposé de la majorité des passereaux. Les pinsons des arbres capturent des insectes dans les branches et sur les feuilles, voire au cours de petits vols vifs et acrobatiques

Son vol est onduleux, et une série de petits battements alterne la fermeture des ailes. Les individus nordiques, lors de la migration peuvent voler sur de très longues distances sans s'arrêter, car mêmes fatigués il continuent à voler, se laissant porter par le vent.

Le pinson des arbres préférant se nourrir sous les mangeoires que dedans, on le trouve souvent à sautiller sur le sol à récupérer les graines tombées. Lorsqu'il se déplace à terre, il marche à pas courts mais rapides.

Les pinsons des arbres sont en grande partie sédentaires, et les juvéniles ne peuvent se déplacer que sur de courtes distances depuis le lieu de leur éclosion. Les mâles et les femelles pinsons, se séparent souvent en groupes de chaque sexe, comme l'hiver et lors de la migration (que seuls les jeunes et les femelles effectuent).

Il est très sociable en dehors de la saison de reproduction. Lors de cette période le pinson des arbres est très territorial, et le mâle se montre très agressif, et défend son territoire en mettant en fuite les voisins et intrus. Lors de la parade nuptiale les disputes entre partenaires ne sont pas rares, mais ils continuent tout de même à se nourrir ensemble.

Dès février-mars le mâle établit son territoire puis la femelle vient le rejoindre peu après. C'est elle seule qui décide où se trouvera le nid, le mâle l'aidant rarement. Une fois le lieu défini, en général dans une enfourchure, la femelle commence à construire le nid. Il est fait de mousse, de brindilles, de fils d'araignée soigneusement assemblés, et souvent camouflé avec l'écorce de l'arbre même dans lequel il est bâti.

Le pinson des arbres niche deux fois par an, la première nichée s'effectue généralement en avril-mai, la seconde en juin-juillet. La femelle pond ordinairement cinq œufs de 20 x 14 mm, qu'elle couvera seule pendant 12 à 14 jours.Le pinson des arbres peut vivre 5 ans, parfois jusqu'à 10 ans.