La Tourterelle triste occupe plusieurs habitats dont les zones urbaines, les fermes, les prairies et les milieux légèrement boisés. Elle évite les marais et les forêts denses. Elle niche dans les arbres de plusieurs grandes villes comme New York, Chicago et Atlanta ainsi que dans les forêts des Appalaches et des montagnes Rocheuses.
Cette espèce se complaît dans les milieux altérés par les humains. Les colons et immigrants ont défriché les forêts qui recouvraient une grande partie de l’Amérique du Nord, ce qui créa de nouveaux habitats pour la Tourterelle triste.
L’aire de répartition de la Tourterelle triste est estimée à 11 millions de kilomètres carrés. Cette espèce est résidente dans les Grandes Antilles, dans un grande partie du Mexique et du continent nord-américain (exception faite de l’extrême nord). L’espèce est présente en Amérique centrale en hiver et dans les prairies canadiennes en été. La Tourterelle triste a été observée dans le nord du Canada, en Alaska et en Amérique du Sud.
Elle a également été observée au moins sept fois dans la région paléarctique de l’ouest, dont cinq fois dans les Îles Britanniques, une fois aux Açores et une fois en Islande. En 1963, la Tourterelle triste a été introduite à Hawaii et depuis 1998, il y existe une petite population à North Kona.
La Tourterelle triste est présente sur l'île Socorro depuis au moins 1988 alors que la Tourterelle de Socorro en est extirpée.
La migration printanière vers le nord se déroule de la fin mars à mai tandis que la migration automnale vers le sud a lieu de la fin août jusqu’à novembre. Les premiers à partir sont les juvéniles, suivis des adultes (femelles puis mâles). La plupart des Tourterelles tristes migrent le long de corridors de migration principalement terrestres. La migration a généralement lieu pendant le jour, à faible altitude et les individus se regroupent. Les individus du Canada migrent sur les plus longues distances, leur aire d’hivernage se trouvant probablement au Mexique ou plus au sud. Ceux qui nichent plus au sud sont relativement sédentaires avec des migrations partielles. Au sud de leur aire de répartition, les Tourterelles tristes sont résidentes.
Les ailes produisent un sifflement pendant le vol.
Au sol, la Tourterelle triste marche sans sautiller.
Comme la plupart des Columbidae, la Tourterelle triste boit par succion, sans lever la tête ni l'incliner sur le côté. Elle s'abreuve généralement à l'aube et au crépuscule.
La Tourterelle triste se nourrit presque exclusivement de graines qui constituent 99% de son régime. Elle consomme rarement des escargots ou des insectes. En général, elle remplit son jabot et va ensuite se poser plus loin pour digérer. La Tourterelle triste avale souvent du gravier fin ou du sable ce qui facilite la digestion. Cette espèce cherche souvent sa nourriture au sol, même aux mangeoires.
La Tourterelle triste préfère les graines de certaines espèces de plantes comme les pignons de pin, les graines de liquidambar, de Phytolacca sp., d'amarante, d'alpiste, de maïs, de sésame et de blé. Lorsqu’elle ne peut trouver ses plantes préférées, la Tourterelle triste mange les graines d’autres plantes telles le sarrasin, le seigle, le gaillet gratteron et la renouée.
Aux mangeoires, la Tourterelle triste est l’une des espèces les moins sélectives d’Amérique du Nord, avec une préférence pour le maïs, le millet, le carthame des teinturiers et les graines de tournesol. Elle ne creuse ni ne gratte le sol, préférant manger ce qui est facilement visible. Quelquefois, les individus se nourrissent à partir de perchoirs.
Pour les relations avec l'humain, voir le paragraphe correspondant.
Le chant est un « couOUou-wou-wou-woooou » plaintif et caractéristique ; il est principalement émis par le mâle lors de sa recherche d'une partenaire. L'appel au nid (« cooOOoo ») est aussi utilisé par les mâles lorsqu'ils désirent attirer leur femelle vers le nid. Il existe aussi un appel de bienvenue (un « ork » très doux) quand les mâles rejoignent leurs partenaires au nid et un cri d'alarme (un « rou-ou » court) émis par mâle ou femelle quand ils se sentent menacés.
Les prédateurs principaux des tourterelles sont des rapaces diurnes comme les faucons et les éperviers. Pendant la saison de nidification, les corvidés, les quiscales, les chats domestiques ou les serpents se nourrissent de leurs œufs. Les Vachers à tête brune parasitent rarement les nids de la Tourterelle triste. Dans les nids parasités, les parents rejettent environ un tiers des œufs de Vacher. De plus, le régime alimentaire végétarien des tourterelles ne convient pas aux vachers.
Les Tourterelles tristes peuvent être affectés par plusieurs maladies et parasites, incluant les cestodes, les nématodes, les acariens et les mallophages. Le parasite Trichomonas gallinae, présent dans la bouche, est particulièrement dangereux. Bien qu’une Tourterelle triste puisse quelquefois être porteuse sans symptômes, la présence du parasite occasionne souvent des excroissances jaunâtres dans la bouche et l’œsophage qui amènent l’hôte à mourir de faim. L’Avipoxvirus est une maladie virale commune dont les vecteurs sont des insectes.
La Tourterelle triste est monogame et les partenaires d’un couple sont fortement attachés l’un à l’autre. Les membre d’un couple se rejoignent généralement au même endroit à chaque saison de reproduction, ou peuvent rester ensemble pendant tout l’hiver. Cependant, des individus solitaires vont trouver de nouveaux partenaires si nécessaire.
Le mâle débute la parade nuptiale avec un vol bruyant, suivi par un gracieux vol plané circulaire effectué les ailes étendues et la tête baissée. Après l’atterrissage, le mâle s’approche de la femelle la poitrine bombée, hochant la tête et avec de forts cris. Les couples appariés vont souvent se toiletter mutuellement.
Le mâle montre à la femelle des sites potentiels de nidification et la femelle en sélectionne un. La femelle construit le nid tandis que le mâle rassemble du matériel de nidification et le lui apporte. Le mâle se pose sur le dos de la femelle et lui présente le matériel de nidification qu’elle incorpore alors au nid. Le nid est construit grossièrement de brindilles, d’aiguilles de conifères ou de brins d’herbes. Les Tourterelles tristes se servent quelquefois des nids non utilisés d’autres couples de Tourterelles tristes, d’autres oiseaux ou de mammifères arboricoles tels les écureuils.
La plupart des nids sont dans les arbres, décidus ou conifères. Quelquefois, ils nichent dans des arbustes, des plantes grimpantes ou sur des structures artificielles comme des bâtiments ou des pots de fleurs suspendus. Les Tourterelles tristes peuvent nicher au sol lorsqu’il n’y a pas de sites de nidification convenables ailleurs.
La couvée comprend presque toujours deux œufs de petite taille et de couleur blanche. Il arrive qu'une femelle ponde dans le nid d'un autre couple, ce qui porte le nombre d'œufs dans le nid à 3 ou 4. Les deux parents couvent, le mâle du matin à l’après-midi et la femelle le reste du temps. Les Tourterelles tristes sont des parents dévoués; les nids sont rarement laissés sans surveillance.
L’incubation dure environ deux semaines. Les oisillons sont fortement nidicoles puisqu’ils naissent sans défense et recouverts uniquement de duvet. Les deux parents produisent du lait de pigeon et en nourrissent les oisillons pendant les premiers jours suivants l’éclosion. Le lait de pigeon est graduellement supplémenté de graines et d’autres types de nourriture. Les oisillons quittent le nid de 11 à 15 jours après l’éclosion, c'est-à-dire avant qu'ils aient fini de grandir mais après qu’ils soient capables de digérer la même nourriture que les adultes. Ils resteront près des adultes pendant quelques semaines pour être nourris.
Les Tourterelles tristes se reproduisent de façon prolifique. Dans les régions les plus chaudes, un couple peut élever jusqu’à six couvées par saison de reproduction. Un taux de reproduction élevé est nécessaire à la survie de l’espèce puisque la mortalité est également élevée. Chaque année, la mortalité peut atteindre 58% chez les adultes et 69% chez les juvéniles.
La Tourterelle triste peut parfois prendre des bains de soleil ou des douches sous la pluie en se couchant sur le sol ou sur une branche horizontale d'arbre, se penchant en avant et étirant une aile puis gardant cette posture jusqu'à 20 minutes. Il lui arrive aussi de prendre des bains dans des flaques d'eau. Les bains de poussières sont courants eux aussi.
En dehors de la saison de nidification, la Tourterelle triste se perche en groupe pour la nuit, dans un arbre à la couronne dense. Elle dort la tête posée entre les épaules et non enfouie sous les plumes comme chez de nombreuses autres espèces.