Le pic cendré mesure de 25 à 26 cm pour une envergure de 38 à 40 cm et un poids de 125 à 165 g.

Il est de taille moyenne, la tête et le cou sont gris avec une fine moustache noire qui balaye l'arrière du bec et un petite tache triangulaire noire qui macule la face juste en avant de l'oeil.
Il peut être confondu avec le pic vert, toutefois, la silhouette du pic cendré est plus fine, et sa queue est plus longue.
Le mâle se distingue de la femelle par une petite tache frontale rouge vif.
Les juvéniles ont des couleurs plus ternes, avec des barres sur les flancs.
La  langue du pic cendré est effilée, très longue, visqueuse et pourvue de nombreux corpuscules de tact, dont l'extrémité est ornée de petits crochets, elle peut être projetée en avant pour se saisir de sa proie.
Leurs tarses sont courts, les doigts sont pourvus d'ongles solides et recourbés, qui lui  permettent de grimper facilement au tronc des arbres, en s'accrochant avec les ongles et en en prenant appui sur les plumes de la queue, excessivement rigides.

Son vol est court et ondulé,  plus léger que celui du pic vert , avec des battements plus rapides.

Le pic cendré niche de façon aléatoire en France,  probabilités de reproduction en Charente, Deux-Sèvres et haute Loire. Sa présence reste malgré tout très faible, il occupe la partie centrale du pays de la Bretagne à l'Alsace  / Franche-Conté.

Le  pic cendré est plutôt implanté en Asie, présent en Europe moyenne. Dans sa colonisation de l'ouest, il s'est heurté à la concurrence du pic vert. Cette concurrence l'a conduit à privilégier les boisements d'altitude, délaissés par le pic vert, il est  assez rare de les rencontrer sur les mêmes territoires.

Le pic cendré fréquente les forêts mixtes, les massifs de feuillus, il affectionne plus particulièrement les hêtraies avec beaucoup de bois mort. La présence de zones dégagées et ouvertes comme les clairières sont importantes pour son alimentation.

Contrairement au pic épeiche, il est discret, seul son chant au printemps révèle sa présence.

C'est un  excellent grimpeur, il  accomplit ses ascensions en enfonçant leurs ongles recourbés dans l'écorce des arbres , et en prenant appui sur sa queue, et grimpant par petits sauts. Il frappe les troncs d'arbres par séries de coups de bec très rapides qui n'excèdent pas deux secondes. Il frappe  plus fort que le pic vert.

Son régime est plus diversifié que celui du pic vert, il se nourrit beaucoup à terre, principalement sur du bois mort, des souches et au pied des arbres.
Il capture principalement des insectes, des fourmis de toutes les espèces, en complément, il consomme des fruits et des graines.

Le pic cendré est monogame.
Son nid est creusé principalement dans des bois morts ou dépérissants, principalement du hêtre, à une hauteur moyenne de 5 à 10 mètres.
L'orifice mesure 5 ou 6 cm de diamètre pour une profondeur de 20 à 30 cm.
Il ne fait qu'une seule nichée par an et en principe il ne fait pas de ponte de substitution en cas de perte de la nichée.

La femelle  pond 7 à 9 oeufs. 
L'incubation dure entre 14 et 17 jours, assurée par les deux adultes.
Les jeunes pics conservent le nid pendant 24 à 28 jours minimum, jusqu'à leur premier envol.
Leur émancipation est rapide après leur envol , environ 3 semaines plus tard
Longévité : 6 ans