Cietrzew to duży ptak z rodziny kurowatych, jego ciało osiąga długość ok. 45 cm (samica) i ok. 62 cm (samiec). Rozpiętość skrzydeł dochodzi do 72 cm (samica) i 95 cm (samiec), długość ogona 9–10 cm (samica) i 10–14 cm (samiec).
Samiec jest najczęściej czarny z granatowym, metalicznym połyskiem. Skrzydła ciemnobrązowe z dwiema białymi pręgami. Pokrywa podogonowa (czasem podłużnie nakrapiana czarnymi cętkami) i podskrzydłowa również biała. Sterówki są sierpowate i wygięte do zewnątrz. Nad okiem wyraźny czerwony fragment gołej skóry, tzw. róża, które na wiosnę (w okresie godowym) wyraźnie się powiększają. Ogon w kształcie liry, co odróżnia go od pokrewnych gatunków. Koguty mają czarny dziób i siwo-brązowe nogi, które są upierzone aż po palce. Podobnie jak głuszec, ma nawet na palcach małe piórka - pomagają ptakom w chodzeniu zimą po śniegu. U młodszych samców grzbiet bez połysku z domieszką barwy brązowej.
Samica cietrzewia (cieciorka) jest mniejsza. Wierzch brunatny z gęstym poprzecznym, rdzawym prążkowaniem. Spód i boki jaśniejsze, a prążkowanie staje się mniej regularne. Podogonie białe, ogon wcięty. Kury są mniejsze od kogutów. Młode są podobne do samicy. Samce przechodzące na upierzenie dorosłe w gwarze myśliwskiej określa się mianem "murzynów". W odróżnieniu od większej kury głuszcza, samica cietrzewia ma lekko rozwidlony ogon.
Cietrzew i głuszec niekiedy krzyżują się, wynikiem tego jest ptak zwany skrzekotem. Mieszańce te są bezpłodne, samce skrzekota ubarwione są podobnie do samców głuszca, lecz mniejsze i o wciętym ogonie. Samice podobne są do samic cietrzewia.
Cietrzew jest prawie takiej wielkości jak kura domowa. Podobnie jak te udomowione ptaki lubi tarzać się w piasku. Wczesną jesienią ptaki gromadzą się w stadach, by zimą rozbić się na jednopłciowe grupy. W czasie dużych mrozów i wysokiej pokrywy śnieżnej potrafią zakopywać się w śniegu.

Zamieszkuje strefę lasów iglastych północnej i środkowej Eurazji, od Europy Zachodniej i Wielkiej Brytanii po Wschodnią Syberię. To ptak osiadły - nie odbywa wędrówek. Jego zasięg ograniczony jest występowaniem lasów. W Europie Zachodniej i Środkowej powoli ustępuje, głównie wskutek działalności człowiek, powodująca zmiany naturalnych biotopów w mniej dla cietrzewia odpowiednie.

W Polsce jego liczebność szybko się zmniejsza, obecnie wynosi ok. 2000 osobników. Występuje wyspowo w północno-wschodnich i wschodnich regionach kraju, również w Karpatach Zachodnich, Sudetach Zachodnich, na Kielecczyźnie oraz w Borach Dolnośląskich. Zostaje na zimę. Do 1 kwietnia 1995 r. był ptakiem łownym poza okresem ochronnym.

Jeszcze w średniowieczu i do końca XIX wieku ptak ten był dość mocno rozpowszechniony na terenie Polski. Obecnie mimo prób prawnej ochrony jego populacja stale maleje.

W Polsce objęty ścisłą ochroną gatunkową. Wokół tokowisk cietrzewi od 1 lutego do 31 maja obowiązuje strefa ochronna w promieniu do 500 m.