Крупная сова, ведущая преимущественно дневной образ жизни. "Ушек" нет. Глаза желтые. Клюв черный. Взрослые самцы чисто белые, иногда с очень редкими черными каплевидными пестринами по вершинам кроющих (причем голова и низ тела всегда белые). Самки белые, с редкими черными пестринами по телу, в том числе на голове и нижней стороне. У летящей самки видны по верху крыла 5 четких полос на маховых и множество более тонких полосок по кроющим, снизу четкость полос на крыле ниже, причем чаще всего просматриваются 2 крайние.

Вес 1-3 кг, длина 53-66 см, крыло самцов - 38-44 см, самок - 40-47 см, размах - 116-183 см.

Молодые белые, но с большим количеством черных пестрин по телу, кажущиеся издалека серыми. Слетки имеют остатки серого птенцового пуха вплоть до зимы.

Пуховые птенцы в первом наряде серовато-белые, во втором - серые, на крыльях и брюхе рябые, с черным пухом вокруг глаз (черные пятна вокруг глаз разделены серовато-белыми пуховыми валиками).

Полет легкий, скользящий, с медленными но с глубокими взмахами крыльев.

В дневное время активна. В ходе кочевок часто сидит на опорах ЛЭП, стогах. У сидящей днем птицы голова кажется слегка приплюснутой.

От всех сов отличается белой окраской. Молодые птицы при определенных условиях могут быть спутаны с очень светлыми длиннохвостыми неясытями, от которых отличаются поперечной полосатостью низа, уплощенной головой, отсутствием обрамления лицевого диска, желтыми глазами.

Брачный крик самца - низкие и глухие, но далеко слышные лающие крики, повторяющиеся несколько раз подряд, типа "хоув….хоув….", самки - низкое и глухое "хуу…". При беспокойстве у гнезда самец издает отрывистые и глухие крики - "ххав" или "ххув" и хохочет "ха-ха-ха", самка издает глухую серию криков "хек-хек-хек" или короткий каркающе-шипящий крик. Слетки громко и сипло свистят.

Гнездится исключительно в тундре, большей частью материковой, реже на арктических островах. Для устройства гнезда выбирает возвышенные участки среди водораздельных пространств или же яры по берегам рек. Основной пищей являются лемминги, в связи с чем, размножается только в годы высокой численности этих грызунов. В ходе кочевок может встречаться в открытых биотопах по всей территории страны, вплоть до опустыненных степей. Некоторые молодые особи на второй год жизни могут оставаться в высокогорных тундрах южных гор (Южный Урал, Алтай, Саян) на лето, изредка, при бескормице в тундре, наблюдается летняя откочевка полярных сов в степную зону.

Гнезда устраивает на буграх, ярах южной экспозиции, в общем, на любых задернованных возвышенностях, обтаивающих к середине мая.

Гнездо представляет собой ямку в земле, как правило, слегка притоптанное естественное углубление. К тому моменту, когда птенцы начинают расходиться, вокруг гнезда часто образуется валик, из недоеденных тушек леммингов.

В кладке 4-10 (в редких случаях до 14) округлых яиц. Окраска яиц белая. Иногда к моменту насиживания яйца загрязняются и становится пятнистой буроватой или сероватой окраски. Размер яиц: 50,2-63,0х41,1-48,8 мм, в среднем 56,4х45,0 мм.

Самка подпускает на 50-200 м, после чего отлетает поодаль от гнезда, садится на возвышенности и наблюдает, вибрируя горлом. Самец же летает вокруг, ухает, щелкает клювом, периодически присаживаясь, вибрирует горлом, делает угрожающие выпады вперед.

Расстояние между гнездами разных пар существенно зависит от обилия основных кормов - леммингов, варьируя от 1-2 до 10-20 км. В бескормные годы полярные совы могут вовсе не гнездится.

Погадки по форме и размерам (9,0-14,0х3,4-3,9 см) напоминают филинячьи и практически неотличимы от таковых. В тундре филин на гнездовании отсутствует и крайне редко проникает в ходе кочевок, в связи с чем, обнаруженные совиные погадки крупных размеров можно со 100%-ной вероятностью относить к таковым полярной совы. В иных природных зонах погадки можно идентифицировать по их местонахождению: стога, опоры ЛЭП. Филин садится на опоры ЛЭП и стога только в исключительных случаях, для полярной совы же это наиболее характерно.

Следы в тундре можно встретить везде, в средней полосе - на покрытых снегом стогах и других заснеженных возвышенностях среди открытого пространства. Отпечатки лап крупные, на первый взгляд похожи на таковые филина, но несколько мельче. Детали отпечатка неясные из-за сильной опушенности лап. Наружный палец в отпечатке располагается под прямым углом к внутреннему пальцу. Размер отпечатка лапы: 11,0-12,5х7,5-8,5 см, длина среднего пальца 5,8-6,2 см, длина наружного пальца - 5-5,5 см, длина заднего пальца - 2-2,4 см. При шаге лапу ставит, слегка повернув наружу следовой дорожки. Внутренний палец при шаге параллелен средней линии следовой дорожки или несколько отклонен к ней так, что средний палец занимает его положение.

Маховые и рулевые перья, которые можно обнаружить под присадами, отличаются белой окраской (у самок и молодых с нисходящими бурыми или черными узкими полосками).

В гнездовой период единственным способом, дающим оптимальные результаты, являются маршруты, спланированные по гнездопригодным биотопам.

При работе во время сплава выявляется гораздо больше пар, гнездящихся на ярах. В отличие от сапсана, активно проявляющего себя, белая сова держится более скрытно, и в случае выявления ее, приходится подыматься на возвышенные точки яров и осматривать окрестности. Заметить насиживающую самку, как правило, не составляет труда, к тому же взрослые птицы атакуют песцов (Alopex lagopus), собак (Canis familiaris) и активно беспокоятся при приближении к гнезду на 100 м и ближе.