Gatunek małego ptaka z rodziny pełzaczy. Ptak o bardzo smukłej sylwetce, którą podkreśla jeszcze długi ogon i dziób. Obie płci ubarwione jednakowo i równie niepozornie (nie do odróżnienia w terenie). Upierzenie z wierzchu brązowe, nakrapiane jaśniejszymi plamkami, od spodu białe (często szaro lub brązowo przybrudzone od dotykania pni, po których chodzi) doskonale maskuje wspinającego się po korze drzewa ptaka. Skrzydła paskowane beżowo, czarno i biało. Ogon brązowy, z długimi i sztywnymi sterówkami, którymi ptak podpiera się chodząc po pniach drzew. Nad okiem biała pręga sięgająca aż do podstawy dzioba, który jest długi i lekko zakrzywiony w dół.

Bardzo podobny do pełzacza ogrodowego, od którego różni się kilkoma trudnymi do zaobserwowania z daleka cechami: trochę jaśniejszym odcieniem upierzenia, barwą kupra (u p. ogrodowego beżowobrązowy, u leśnego - biały), długością pręgi nad okiem, dzioba i tylnego pazura (u p. ogrodowego pręga krótsza i o barwie jakby przybrudzonej, dziób dłuższy i smuklejszy, tylny pazur krótszy niż u p. leśnego), długością ogona (krótszy u p. leśnego), szerszą białą brwią. Inny jest też nieco układ pasków i plamek na skrzydłach. Jest o wiele mniejszy od wróbla.

To ptak ruchliwy i mało płochliwy. Nie kryje się przed człowiekiem, choć maskujące upierzenie utrudnia zauważenie. Zimą i po okresie lęgowym często przyłącza się do innych gatunków tworząc stada mieszane - z sikorami, raniuszkami, kowalikami, dzięciołami i mysikrólikami. Razem szukają pokarmu i wzajemnie ostrzegają się przed drapieżnikami. Nie obserwuje się jednak grup złożonych tylko z tego gatunku. Szczególnie zimą kryje się też w dziuplach, a czasem nocuje w grupach po kilka osobników. Pełzacze układają się wtedy głowami do środka, a ogonami na zewnątrz. Gdy na danym terenie nie ma dziupli schronienia przed wiatrem i miejsca na noclegowisko szukają w odpowiadających im rozmiarem zagłębieniach w korze.
Najpewniejszą cechą rozpoznawczą jest głos: u pełzacza leśnego śpiew składa się z opadającej sekwencji bardzo wysokich dźwięków - delikatnego szczebiotu, a następnie wysokiego długiego trelu stopniowo opadającego z końcowym zwrotem melodii. Wabi cienkim tsjuuu. W terenie jedynie po czystym szczebiocie zakończonym przyjemnym trelem można rozpoznać, że dany osobnik jest samcem. Strofy śpiewu pełzacza leśnego są dłuższe i cichsze niż u pełzacza ogrodowego. Samiec śpiewa na drzewie w ruchu w trakcie szukania pokarmu.
Wymiary średnie: długość ciała - 12 cm, rozpiętość skrzydeł - 19 cm, masa ciała ok. 8-10 g.

Buduje gniazdo na drzewie, w szparach i załomach pękniętej kory, dziuplach, szczelinach budynków, stertach kamieni, za stropowymi belkami, w stertach ułożonego drewna. Gniazdo wyścielone jest cienko drobnymi gałązkami, piórami, sierścią, mchem i źdźbłami traw. Budują je suche gałązki, kawałki kory, igły sosnowe, łyko i drewna. Korzysta także ze skrzynek lęgowych. W sztucznych stanowiskach łatwo go zauważyć, ponieważ w podstawie gniazda wplecione są suche patyczki i cała konstrukcja jest dość duża. Za większość budowy lęgowiska odpowiedzialna jest samica. Tworzone pary są monogamiczne.
Wyprowadza 1-2 lęgi w kwietniu–maju (czasem przeciąga się do czerwca). Składa 5–6 (nawet do 8) jaj o wymiarach 16x12 mm, brudnobiałych, brązowych z delikatnymi rdzawymi cętkami.
Jaja wysiadywane są przez okres 13 do 17 dni wyłącznie przez samicę. Kolejne 2 tygodnie rodzice karmią swoje młode w gnieździe. Gdy potomstwo wyleci, dokarmiane jest jeszcze kilka dni. Lotność uzyskują po 13-18 dniach. Jest to okres, w którym młode pełzacze potrafią już przelatywać przynajmniej pomiędzy pobliskimi drzewami.
Pożywienie stanowią owady i ich larwy, poczwarki, jaja, pająki i drobne nasiona jesienią oraz zimą. Charakterystyczny sposób zbierania pokarmu: zaczynając od podstawy pnia, ruchem okrężnym spiralnie głową do góry wspina się po drzewie wokół i w górę pnia podskokami do korony, wyszukując w korze owady i pająki, a następnie przelatuje na podstawę pnia kolejnego drzewa. To zachowanie umożliwiają ptakowi silne palce o długich pazurach. We wspinaczce pomagają też potężne sterówki, którymi się podpiera.

Dieta i sposób spożywania najróżniejszych bezkręgowców z powierzchni kory drzew i wyciąganie ich pincetowatym, cienkim i zakrzywionym dziobem ze szczelin przypomina zachowania blisko spokrewnionego pełzacza ogrodowego. Czasem żeruje na ziemi. Tylko wyjątkowo łapie owady w locie.

Zamieszkuje większość Europy łącznie z Wyspami Brytyjskimi (bez obszaru północno-zachodniej Francji, Holandii, półwyspów Iberyjskiego, Islandii i Apenińskiego), leśną strefę Azji do Japonii i Amerykę Północną. W porównaniu do pełzacza ogrodowego zamieszkuje tereny o chłodniejszym klimacie, położone bardziej na północy i wschodzie, jednak na dość dużym obszarze w centrum Europy zasięgi występowania obu gatunków pokrywają się. Zasadniczo osiadły, czasem koczujący. Zimuje w Europie.
W całej Polsce średnio liczny ptak lęgowy i zimujący. Spotkać go można w górach aż do górnej granicy lasu. W październiku na Wybrzeżu obserwuje się osobniki z północnej Europy wędrujące wtedy na południe aby tak spędzić zimę.
Zamieszkuje lasy iglaste, liściaste i mieszane bogate w starodrzewy, jak też mniejsze zadrzewienia. Preferuje lasy górskie i subalpejskie, gdzie rzadziej występuje pełzacz ogrodowy. Omija jednak zadrzewienia miejskie i parki. Choć nazwa gatunkowa wskazuje, że pełzacz leśny z ogrodowym wymijają się siedliskami w których występują, nie zawsze jest to prawdziwe i nie można sugerować się przy oznaczaniu. W kraju zasiedla olsy, grądy, łęgi i stare bory, zarówno ich obrzeża jak i wnętrza. W parkach i ogrodach można go zobaczyć gdy dominują tam drzewa iglaste.

Na terenie Polski gatunek ten jest objęty ścisłą ochroną gatunkową.