Небольшая сова плотного телосложения с короткими крыльями и коротким закругленным хвостом. На голове 2 широкие продольные полосы белой окраски с рябью. Лицевой диск не ограничен, как у длиннохвостой неясыти, и угадывается лишь по структуре оперения или же ограничен темной полоской. Глаза довольно большие, черные. Между глаз над клювом валики из белых перьев в виде полумесяцев. Клюв серый. В целом, похожа на длиннохвостую неясыть, но меньше и значительно короткохвостее (у сидящей птицы хвост лишь чуть-чуть выдается за концы крыльев). Окраска бывает серой и рыжей (рыжая морфа встречается к западу от Волги). У птиц серой окраски спина буровато-серая, значительно более темная, чем грудь. На груди крупные продольно вытянутые темно-бурые или черные пятна или же продольные пестрины, перечеркнутые тонкими поперечными штрихами. У рыжей морфы спинная сторона бурая, низ более светлый, охристо-рыжеватый (грудь темнее брюха за счет большей интенсивности темных пестрин). Характер пятнистости такой же, как у серой морфы. На плечах, как правило, белые пятна. Рулевые на вершинах округлые.

Самка несколько крупнее самца, такой же окраски.

Вес - 0,4-0,7 кг, длина - 41-46 см, крыло самцов - 26,8-29,5 см, самок - 26,9-31,0 см, размах - 90-105 см.

Молодые в рыжевато-сером пуху, окончательно теряющемся к октябрю. Рулевые на вершинах заостренные, как и маховые все одинаково обношенные.

Пуховики в первом наряде белые с охристым оттенком на спине, в мезоптиле - рыжевато-серые рябые. Вокруг глаз круглые сероватые пятна, разделенные валиками из белых перьев у клюва, а не расположенные в виде очков сливающихся в районе клюва. Обрамление окологлазничных пятен узкой полосой белого пух сплошное. Окраска головы более светлая, чем окраска груди.

Полет легкий, бесшумный, с плавными взмахами крыльев, достаточно маневренный.

От длиннохвостой неясыти взрослые птицы серой окраски в полете отличаются более мелкими размерами и коротким хвостом, при близком рассмотрении - структурой окраски лицевого диска, серым клювом, характером пестрин на груди и брюхе, более темным фоном спины с белыми пятнами на плечах, от сыча мохноногого - более крупными размерами, окраской и ровным округлым верхом головы, от рода ушастых сов - телосложением, окраской, отсутствием "ушек". Птенцы во втором пуховом наряде более рыжие, чем таковые длиннохвостой неясыти, и отличаются от последних меньшими размерами при одинаковом развитии, структурой окраски лицевого диска, более темной чем голова грудью, от молодых сычей (мохноногого и домового Athene noctua) - окраской мезоптиля и глаз, более крупными размерами при одинаковом развитии, от ушастых сов - перьевыми ушками, более рябой окраской, отсутствием черной маски вокруг глаз на лицевом диске и окраской глаз.

Токовый сигнал самца - завывающий протяжный крик, состоящий из нескольких слогов разной интонации - "хуууу……уххухуухууууу….", часто с "дребезжащим" завыванием в конце длинной фразы. Самка кричит отрывисто "тильк" и "кувит". Последний крик самки слышится наиболее часто во время тока самцов и как бы вторит их завываниям. При беспокойстве - отрывистое "веек". Птенцы кричат сипло и отрывисто "пси".

Серая неясыть - европейский вид, поэтому в центральной России она редка, и с максимальной численностью здесь гнездится лишь в южных лесостепных и степных районах и в парковой зоне населенных пунктов, в ряде случаев, тяготея к последним.

На северном пределе своего распространения - в южной тайге, серая неясыть тяготеет к лиственным насаждениям, особенно посаженным в прошлом веке липнякам и смешанным лесам с преобладанием липы, осины и березы в древостое. Чаще всего гнездится в колках среди сельскохозяйственных угодий различного назначения, реже на окраинах лесных массивов, довольно часто близ населенных пунктов.

На Южном Урале достигает оптимальной численности лишь в крупных скальных массивах, где имеет возможность гнездиться в скалах, из леса же вытеснена здесь практически полностью длиннохвостой неясытью. На Кавказе, наоборот, гнездится повсеместно, во всех типах леса.

В лесостепных и степных районах тяготеет практически исключительно к пойменным лесам. Вообще пойменные леса являются наиболее плотно заселяемыми этим видом биотопами в пределах всего ареала, независимо от природной зоны.

По всей территории ареала обычна в парках и старых садах крупных городов и сел. Часто гнездится на старых кладбищах, заросших дуплистыми деревьями.

Серая неясыть - типичный дуплогнездник и, в большинстве случаев, устраивает гнезда в естественных дуплах старых лип, дубов, тополей, берез, ив и осин. В карстовых и горных районах гнездится в глубоких нишах и трещинах скальных обнажений бортов карстовых воронок, речных долин, логов.

Несколько реже (видимо часто в Европе) гнездится в строениях человека: на чердаках домов, в крышах церквей. При гнездовании в скалах и постройках человека часто как основу для откладки яиц использует постройки галок.

Охотно заселяет дуплянки и гнездовые ящики.

Как исключение, известны случаи гнездования в массивных постройках сорок, расположенных в густом кустарнике в пойме реки.

Яйца откладывает прямо на поверхность дупла, гнездовой постройки или прямо на грунт ниши.

В кладке 3-5, реже 2 и 6-8 яиц белой окраски, характерной для неясытей эллипсовидной формы. Размер яиц: 40,5-52,3х34,4-41,9 мм, в среднем 47,39х38,67 мм.

Побеспокоенная на гнезде самка кричит, пугает, но атакует редко.

Расстояние между гнездами разных пар в плотных гнездовых группировках варьирует от 0,1 до 1 км, составляя обычно 0,5-0,6 км, в менее насыщенных местообитаниях - 1-5 км, обычно около 2 км, в субоптимальных - далее 5 км.

Погадки цилиндрической формы, округлы с концов или суженные в небольшие острия. В зависимости от увлажнения субстрата, на котором они находятся цвет их меняется от светло-серого (в сухих местах) до черного (в сырых). В одной погадке обычно содержатся остатки 4-7 мелких мышевидных грызунов. Размер погадок: 4,5-7,0х2,5-2,8 см. Погадки практически никогда не бывают изогнутыми (фасолевидными).

Места обнаружения погадок - окрестности гнезда и присадные деревья вдоль открытых пространств.

Следы серой неясыти можно встретить в лесу, или же в населенных пунктах на запорошенных крышах зданий. Они похожи на таковые длиннохвостой неясыти, но мельче. Размер отпечатка лапы: 6,6-7,1х3,8-4,5 см, длина передних пальцев - 4-4,5 см, длина наружного пальца - 2,5-2,9 см, длина заднего пальца - 2,6-3 см.

Серая неясыть, как и длиннохвостая, довольно активно реагирует на воспроизведение фонограммы токовых сигналов или имитацию их голосом, поэтому не составляет особого труда выявлять ее и учитывать в ночное время в течение всего сезона размножения. Если на токовые сигналы отвечают самцы, то на сигналы более крупной длиннохвостой неясыти начинают беспокоиться и самки, особенно после вылета птенцов.

Поиск гнезд следует вести, методично осматривая дуплистые деревья в пойме, ориентируясь на пух или же скрести по стволу деревьев с дуплами. Облегчить задачу могут ряд признаков, в частности паутина, обтягивающая дупла, влага, выделяющаяся из них и т.п., по которым дупла сразу же откидываются как незанятые. В скальных массивах единственным признаком обитания неясыти являются, в большинстве случаев, скопления погадок. Поэтому обрабатывать скалы с целью поиска гнезд этого вида следует так же, как при поиске гнезд филинов в поздние сроки - методично осматривать все ниши, особенно крупные гроты с трещинами в потолке и стенах, часто заселенные голубями и галками.