La mésange bleue mesure de 11 à 12 cm pour une envergure de 12 à 14 cm et un poids de 9 à 12 g.

Elle se remarque principalement  par sa large calotte bleue. Une ligne bleue foncée traverse sa face blanche du bec à la nuque, ses ailes et sa queue sont bleues, le reste du dessus est brun verdâtre, le dessous est jaune uniforme avec une bande médiane grise longitudinale peu marquée.
Le bec est conique, petit et pointu, de couleur bleu-gris,  les yeux sont noirs, les pattes et les doigts sont bleus.

La femelle diffère uniquement par ses couleurs moins vives et ses dessins moins marqués du plumage, notamment sur le front et les couvertures alaires.

Le juvénile a les joues jaune pâle, un plumage plus jaune et plus terne que l'adulte, les couvertures alaires sont plus vertes, le bleu de la calotte est plus terne.

La mésange bleue a un vol oscillant, interrompu par des posés subits.
Ses vols sont généralement courts, d'un arbre à l'autre, sur des distances plus longues il devient ondulant.

C'est une migratrice partielle en Europe, elle est présente en France sur la totalité du pays, où elle niche.

La mésange bleue est sédentaire dans son habitat. Elle vit en Europe, au Moyen Orient et dans le Nord Est de l'Afrique.
Elle habite les régions de feuillus, bois, bosquets, friches, parcs et jardins. Elle est absente dans les forêts de conifères. Elle se rencontre en montagne jusqu'à 1200 mètres d'altitude.
La mésange bleue cherche sa nourriture dans les arbres, en hiver, elle se rapproche des habitations et fréquente les jardins, elle dort dans le lierre ou dans les feuillus quand le climat le permet, sinon par mauvais temps, elle s'abrite dans des trous d'arbres ou de roche.

La mésanges bleue se nourrit des oeufs et les larves d'insectes, coléoptères, chenilles, mouches, punaises, pucerons, qu'elle complète avec des graines d'oléagineux.
Elle se remarque suspendue, tête en bas à l'extrémité d'une brindille ou d'une branche, picorant les insectes parasites leurs oeufs et leurs larves pondus dans l'écorce de l'arbre.
Les mésanges bleues sont des collaboratrices actives pour les arboriculteurs et les sylviculteurs, toutefois elle peut causer des dégâts aux bourgeons et aux fruits mûrs.
Elle cohabite sans difficulté avec les autres mésanges avec qui elle se partage les insectes.

La mésange bleue se reproduit d'avril à juillet, effectuant une seconde nichée régulière en juin.
Le nid est placé dans un trou d'arbre, une cavité de mur ou de roche, il est bâti avec de la mousse, l'intérieur est garni de crins et de laine.

La femelle pond de  9 à 13 oeufs
L'incubation dure environ15 jours, assurée par la femelle seule, alimentée par le mâle.
Les petits sont nourris au nid par les deux parents, l'envol des jeunes survient vers 19-20 jours, toutefois ils restent dépendants des parents jusqu'à environ 4 semaines.

Longévité : 15 ans