Бабочка с медово-белыми крыльями и многочисленными темными поперечными волнистыми полосами и пятнами. Задние крылья серовато-белые с мелкими темными пятнышками по краям. Для этой бабочки характерна высокая изменчивость окраски от описанной основной формы до полностью темноокрашенных (иногда даже черных) особей.
Самка в размахе крыльев достигает 45-55 мм, имеет кратко-пиловидные усики и заостренный красноватый задний конец брюшка с черными пятнышками.
Самец меньше и достигает в размахе крыльев 35-45 мм; усики перистые, брюшко ровно законченное серовато-черное. Очертанием сидящие бабочки напоминают равнобедренный треугольник.
Куколка коричневая, блестящая со светлыми щеточками волосков, которые на спинной стороне голубовато-стального цвета. Длина куколки 18-20 мм. По форме основания усиков и признакам будущих половых органов на нижней стороне брюшных сегментов можно различить пол будущих бабочек. Куколки прикрепляются к деревьям всего несколькими нитями. Период куколки продолжается 8-14 дней. Первыми бабочками, которые выйдут, бывают самцы; постепенно появляются и самки. Взрослые особи не питаются и живут всего 10-14 дней.

Яйца вначале оранжево-коричневые, позже — коричневые с опаловым блеском.
Гусеницы первого возраста в основном черные, покрыты довольно длинными волосками длиной 3-4 мм. Взрослая гусеница имеет длину 30-35 мм. Основная окраска от светло-зеленой до темной; на каждом сегменте шесть синих бородавок, которые покрыты серыми волосками. Первый грудной сегмент присоединен к голове ровной линией. На втором сегменте начинается темная спинная полоса, которая от половины седьмого до половины девятого сегмента прервана характерным светлым пятном. Темная полоса кончается на одиннадцатом сегменте. Гусеницы на протяжении своего развития проходят в целом 5-6 возрастов. Первый продолжается в среднем 18 дней, от второго до четвертого — каждый по одной неделе, а последний опять длиннее — около 2 недель. Продолжительность отдельных периодов весьма зависит от температуры, а вместе с тем и от погоды. Все развитие продолжается самое меньшее 52 дня, однако в среднем требует приблизительно 9 недель. Взрослые гусеницы прекращают питаться, оставляют побеги и ищут пригодные места для окукливания, чаще всего между чешуями коры деревьев или в мутовках ветвей.

Шелкопряд-монашенка — важный вредитель лесов. Его гусеницы повреждают хвою ели и сосны, изредка — лиственницы и пихты. Встречается также на лиственных породах, особенно если эти породы являются примесью в зараженных хвойных насаждениях или находятся в их непосредственной близости (например, бук, граб, береза, клен, дуб черешчатый, липа мелколистая, лещина, а также осина, ольха и т. д.). На Дальнем Востоке является вредителем ели аянской, корейского дуба, белокорой пихты и лиственницы. В очагах массового размножения и при недостатке пищи гусеницы спускаются на травянистый покров и поедают, например, листья черники, и т. п.

Бабочки шелкопряда-монашенки появляются в природе в зависимости от погоды, различного географического местоположения и высоты над уровнем моря начиная от второй половиня июля до августа. Как все ночные бабочки, появляются с наступлением темноты, в основном между 21 и 24 часом или перед рассветом. Оплодотворенные самки откладывают яйца кучками по 20-50 штук между или под чешуйками коры деревьев, причем яйца очень хорошо скрыты. В целом одна самка откладывает примерно 200 яиц. Яйца перезимовывают и гусеницы выходят весной следующего года. Выход очень зависит от температуры: в средней полосе обычно начинается в конце апреля, в горных районах и более северных областях — в мае. Гусеницы остаются вместе, образуя, так называемое, “зеркало”. Только спустя несколько дней начинают поедать молодую распускающуюся хвою еловых побегов, а также старую сосновую хвою. Местами выкусывают распускающиеся листочки лиственных пород. Начиная со второго возраста гусеницы очень прожорливы, начинают скусывать и более старую хвою ели. Если развиваются на лиственных породах, оставляют у листовой пластинки только часть у срединной жилки. В этот же период на сосне поедают уже и новые сосновые побеги.