D'avril à juin, c'est une espèce ariadnophile.
Ce poisson a la particularité de pondre ses œufs dans un nid construit par le mâle à partir de matériel végétal aggloméré par des fils visqueux qu'il secrète. Le mâle y assure la garde des œufs et des larves. Ce poisson peut se reproduire deux fois dans l'année.
Son taux de reproduction, dans de bonnes conditions, lui permet de doubler le nombre d'individu d'un petit noyau de population en moins de 15 mois(K=0.6-1.8; tm=1; tmax=4; Fec=80), mais certains chercheurs suspectent que comme de nombreux autres poissons, il puisse être victime de perturbateurs endocriniens (voir § ci-dessous).
Les jeunes peuvent se déplacer autour d’algues dérivantes ou objets couverts d’algues à la dérive et ainsi coloniser de nouveaux milieu, au gré des inondations ou via les petites rivières et/ou réseaux de fossés.
Corps fusiforme et latéralement comprimé. Les écailles sont remplacées par une peau couvrant des plaques osseuses le long de la ligne latérale. Les formes anadromes sont entièrement caparaçonnées de plaques osseuses (37 au maximum sur les côtés) avec un renforcement sur chaque côté du pédoncule caudal. La ligne latérale est garnie de pores microscopiques.
Le dos est brun verdâtre iridescent alors que les flancs et le ventre sont argentés bleutés. Avec l'âge et selon la saison, des marbrures et plus ou moins sombres ornent le dos et les côtés.
L'évolution a doté ce poisson de nombreux aiguillons défensifs :
- la nageoire dorsale (composée de 10 à 14 rayons) est précédée (côté tête) de un à quatre aiguillons espacés très durs. Chaque épine dorsale est séparée des autres et des rayons de la nageoire dorsale, chacune ayant une petite membrane réduite sur la partie postérieure;
- les nageoires ventrales ne sont constituées que d’un seul aiguillon;
- la nageoire anale et transformée en une épine défensive, légèrement recourbée;
- la nageoire caudale (à 12 rayons) est arrondie, sans piquants.
La colonne vertébrale est composée de 29 à 33 vertèbres.
Les lames des branchies sont longues et minces (On en compte 17 à 25 sur le premier arc pour les épinoches vivant en eau douce et une ou deux de plus chez les formes anadromes).
Environ 4 à 8 centimètres en eau douce, et exceptionnellement jusqu'à 11 cm sur les littoraux).
Vers, petits crustacés, larves et adultes d'insectes aquatiques, insectes aériens noyés, larves de poissons ou petits poissons.
Il a été signalé des cas de cannibalisme (adultes mangeant des alevins ou œufs).
Le corps est argenté et le dos verdâtre. Le ventre est habituellement jaune, blanc ou gris. Les formes d’eau douce sont habituellement plutôt brun tacheté ou verdâtre; alors que les formes anadromes vont du vert au gris bleuté noir. Quelques sous-populations isolées sont uniformément noires. Les rayons pectoraux sont souvent ornées de points noirs.
Hormis pour les populations uniformément noires, le mâle a le ventre et la gorge qui deviennent rouge "corail" ou orange vif en période de reproduction.
Bien que ce poisson était autrefois considéré comme très résistant et très abondant, il est en forte régression et a même disparu d'une partie de son aire de répartition.
Parmi les causes suspectées, outre la pollution générale de l'environnement, et la destruction ou dégradation des zones humides par le drainage et les pesticides (insecticides notamment), des chercheurs étudient les perturbateurs endocriniens qui peuvent affecter le sexe-ratio, la fertilité et le taux de reproduction de nombreux poissons (et probablement d'autres organismes aquatiques ; gastéropodes, moules..).
L'épinoche est considérée comme un bon modèle pour l'étude (là où elle est présente) de la présence de perturbateurs endocriniens (PE) et de certains stress (stress oxydant, exposition aux pesticides..). Divers biomarqueurs d'exposition sont pour cela utilisés ; analysés dans le muscle ou le foie, en complément de l'observation au microscope d'éventuelles anomalies des gonades (indices d'intersexualité tels que tissus testiculaires apparaissant sur les ovaires ou inversement).