זאב מצוי שוקל בין 23 ל-80 ק"ג, ואורכו הוא בסביבות מטר עד מטר וחצי עם זנב באורך של כשליש מגופו. תת-המינים הגדולים ביותר הם זאב צפון-מערבי וזאב אירואסייתי. הזכרים גדולים מהנקבות; לנקבות יש חוטם ומצח צרים יותר, צוואר דק יותר, רגליים קצרות יותר וכתפיים מסיביות פחות מאשר לזכרים. צבעם נע מאפור לאפור חום, אך יכול להשתנות ולהיות לבן, אדמדם, חום ושחור. במקומות בהם האדמה מכוסה שלג, זאבים שצבעם לבן נפוצים יותר. זאבים מצויים זקנים מקבלים גוון אפרפר בפרוותם. בחלקיו התחתונים של גופו צבע פרוותו בהיר.
האנטומיה של הזאב המצוי שונה בכמה נקודות מהאנטומיה של הכלב: אחד ההבדלים הבולטים ביותר הוא בלוטה קדם זנבית, על צד זנבו סמוך לבסיס שאינה נראית אצל כלבים. לזאב יש בדרך כלל עיניים זהובות-צהובות, רגליים ארוכות יותר, כפות רגליים גדולות יותר, ולסתות בולטות יותר. גם גבם נטוי יותר וסל הצלעות שלהם יורד בחדות. לכפות רגליהם הקדמיות יש חמש אצבעות, ואילו לכפות רגליהם האחוריות יש ארבע אצבעות.
גופו של הזאב המצוי בנוי לריצה ארוכת טווח, עם בית חזה קטן למדי ועם שרירי גב ורגליים חזקים. זאבים יכולים לרוץ מרחקים גדולים וכפות הרגליים הרחבות שלהם מתאימות למרדפים אחר טרפם בשלג.
זאבים נראים בדרך כלל מסיביים יותר מכלבים בעלי משקל זהה בגלל נפח הפרווה הנוסף שלהם. פרוות הזאב עשויה משתי שכבות: השכבה החיצונית עשויה משערות קשות ששומרות ממים ולכלוך, והשכבה התחתונה עבה וצמרירית ושומרת חום. זאבים מחליפים את הפרווה שלהם פעמיים בשנה, במהלך האביב ובמהלך הסתיו. נקבות נוטות להיות בעלות פרוות חורף עבה יותר משל זכרים ופרוותן נשארת כזו לזמן ממושך יותר אל תוך האביב. פרוותם בדרך כלל בעלת כתמים אפורים.
בלסתו העליונה של הזאב המצוי יש 6 שיניים חותכות, 2 ניבים, 8 שיניים טוחנות קדמיות ו-4 שיניים טוחנות. בלסתו התחתונה 6 שיניים חותכות, 2 ניבים, 8 שיניים טוחנות קדמיות ו-6 שיניים טוחנות. הניבים חשובים מאוד ומשמשים לתפיסה ולאחיזה בטרף. אחת הסיבות לרעב של זאבים היא פגיעה בשיניים לאחר שנבעטו על ידי טרף גדול ממנו. בהשוואה לקרוביו התן הזהוב והקויוט, הזאב גדול וכבד יותר, יש לו חוטם רחב יותר וזנב ארוך יותר. שיניו גדולות וחזקות ומותאמות לשבירת עצמות.
אבולוציה.
קיימת הסכמה רחבה במדע על המוצא ההפילוגנטי של הזאב בן ימינו מכלב אטרוסקוס הקדום דרך כלב מוסבכנסיס. המאובנים המוקדמים ביותר של הזאב המצוי ("Canis lupus)" נמצאו במה שהיה פעם מזרח ברינגיה, קנדה, ובפיירבנקס, אלסקה. אין הסכמה על גילם המדויק של הממצאים אך ייתכן שהם בני מיליון שנה. מגוון מורפולוגי ניכר היה קיים בקרב זאבים עד תקופת הפלייסטוקן המאוחרת. לעיתים קרובות הם היו בעלי חרטום קצר יותר, ובעלי גולגולות עבה יותר ובעלת התפתחות בולטת של שריר הצדע. גם השיניים היו חזקות יותר משיני זאבים מודרניים, בעיקר השיניים הקדם-טוחנות. ההסבר שהוצע לכך הוא שמאפיינים אלה היו התאמות מיוחדות לתזונה הנשענת על פגרים ועצמות של מגה-פאונה של פליסטוקן. בהשוואה לזאבים מודרניים, אצל חלק גדול יותר מהזאבים בפליסטוקן הייתה תופעה של שיניים שבורות בדומה לזו שנראתה בזאב הבלהות שנכחד. עובדה זו יכולה לנבוע מהעובדה שתזונתם של שני המינים כללה לעיתים קרובות פגרים, או שהם התחרו עם טורפים אחרים והיה עלים לבלוע את טרפם במהירות. השברים הושוו לשברים המוכרים אצל הצבוע המנוקד המודרני, והתדירות והמיקום של שברי שיניים אצל הזאבים הקדומים מעידים על פיצוח עצמות וצריכתן באופן שגרתי.
מחקרים גנומיים מצביעים על כך שהן זאבים והן כלבים מודרניים, מוצאם מאוכלוסיית זאבים קדמונית שחיה לפני 20,000 שנה. מחקרים ב-2017 ו-2018 מצאו שזאב ההימלאיה הוא חלק משושלת שהתפצלה מאוכלוסיית האבות הקדמונים לפני 691,000-740,000 שנים. נראה כי מקורם של הזאבים האחרים הוא בברינגיה ומשם הם התפשטו עקב השינויים האקולוגיים העצומים במהלך סוף הפלייסטוקן המאוחר. מחקר שנערך בשנת 2016 מצביע על כך שלאחר תקופה של צוואר בקבוק באוכלוסייה, היו כמה תקופות של שינויים מהירים ויצירת וריאנטים שהיו שונים מאוכלוסיית האב המקורית בכל פעם במהלך, או מיד אחרי, משיא תקופת הקרח האחרונה. הדבר מרמז על כך שאוכלוסיות הזאבים הקדומות המגוונות מבחינה מורפולוגית יצאו מהתחרות והוחלפו בזאבים מתמחים יותר, המהווים את הזאבים המודרניים.
מחקר גנומי משנת 2016 מצביע על כך שזאבי העולם הישן והעולם החדש התפצלו לפני כ-12,500 שנים, ולאחר מכן התפצלה השושלת שהבדילה בין כלבים לזאבים בעולם הישן לפני כ-11,100-12,300 שנים. הדינגו, הבסנג'י, המסטיף הטיבטי, והגזעים הילידיים הסינים שייכים כולם לענף כלב הבית. זמן ההסתעפות של זאבים באירופה, המזרח התיכון ואסיה למינים שונים זה מזה מוערך כקרוב יחסית, והתרחש כנראה רק לפני כ-1,600 שנה. בין זאבי העולם החדש, הזאב המקסיקני התפצל לפני כ-5,400 שנה.
מזון.
הזאבים הם טורפים הניזונים בעיקר ממיני פרסתנים. הם צדים בלהקות, מה שמקל עליהם להתגבר על טרף גדול מהם וכן לסכל את נתיב בריחתם של מינים ניצודים זריזים. הם יכולים לתקוף ביחד ולרוץ במשך מספר דקות אחר טרפם או במקרים אחרים לארוב לטרף פגיע ולהסתער עליו במהירות. באירופה וברוסיה באזורים רבים הזאבים ניזונים מחיות בית פגיעות ומפסולת אך גם מציד של אייל אדום, אייל הכרמל, חזיר בר ואייל קורא. הם ניזונים גם מאייל הצפון, כבש ארגאלי, מופלון, ביזון אירופי, סאיגה, יעל, צפיר אלפיני, יחמור אירופי ואיילי מושק. באמריקה הזאבים פחות באים במגע עם האדם וכמעט ולא אוכלים מפסולת אלא צדים חיות כמו אייל קורא, ביזון אמריקאי, אייל קנדי, אייל פרדי לבן-זנב, אייל פרדי שחור-זנב, כבש גדול-קרניים, כבש דאלי, כבש המושק ואייל קורא. האנטילוקפרה מהירה מאוד וגם עירנית וחיה בקבוצות גדולות ולכן לזאב סיכויים מעטים לתפוס אותה.
הזאבים לא בררנים במזונם ויטרפו בנוסף לפרסתנים גם מרמיטות, ארנבות, גיריות, שועלים, חמוסים, סנאיי קרקע, עכברים, חולדות, אוגרים, נברנים, עופות מים, אפרוחים, ביצים, זוחלים שונים, קרפדות, דגי סלמון ואפילו חרקים. הם אפילו יגוונו מעט בפירות כמו פירות יער ותפוחים.
בנוסף לטריפה הזאבים יכולים לאכול נבלות או לגנוב מטורפים אחרים כמו הפומה והקויוט.
כבעל חיים מאוד טריטוריאלי ועל אף שנחשב ל׳טורף עליון׳, הזאב האפור נטרף על ידי זאבי ערבות וזאבים אחרים. המין הוא הטרוטופי היות שניזון מפגרים נבלות, ותרכובות אורגניות מהסביבה.
הזאב המצוי הוא מין מפתח. דוגמה לכך אפשר לראות במישיגן בה הזאב האפור טורף את האיילים. עובדה אשר משפיעה באופן חיובי על גידול של עצים ביערות בוריאלים. לולא הזאבים, אוכלוסייתם של האיילים הייתה גדלה, ובכך מדכאת את גדילתם של עצי האשוח. גדילת האשוח היה מפוקח על ידי האיילים; וצפיפותם הייתה תחת שליטם של הזאבים.
תקיפת אנשים.
זאבים יתקפו אנשים רק לעיתים נדירות, בעיקר ילדים או אנשים חלשים ובמקרי רעב קיצוניים או כשהזאבים מורגלים מדי לקרבה לאנשים. כמו כן זאבים נגועים בכלבת עשויים לתקוף כל יצור שהם רואים ולעיתים גם להרוג אך בדרך כלל לא יאכלו את הטרף. מאז מחצית המאה ה-20, ועד שנת 2002 נרשמו 8 מקרי טריפות באירופה וברוסיה ועוד 200 בדרום אסיה. באמריקה בין 2005–2010 נטרפו רק שני אנשים.
תת-מינים.
תת-מינים שנכחדו:
התנהגות חברתית וטריטוריאלית.
הזאב הוא חיה חברתית, כאשר המבנה החברתי הבסיסי מורכב מזוג בעל יכולת רבייה ומצאצאיהם המתבגרים. להקה ממוצעת מכילה משפחה של בין 5 ל-11 פרטים (1–2 בוגרים, 3-6 צעירים ובין 1 ל-3 צעירים שגילם כשנה או שנתיים) או לפעמים שתיים או שלוש משפחות יחד. ידועות גם להקות גדולות שהכילו עד 42 פרטים. בתנאים אידיאליים ממליט הזוג הבוגר גור אחד בכל שנה, כאשר הצאצא נשאר עם הלהקה בין 10 ל-54 חודשים לפני עזיבתו. הסיבות לעזיבה כוללות את תחילת בגרותו המינית של הצאצא ותחרות עם הזוג הבוגר על מזון. המרחק שעובר הצאצא לאחר עזיבתו משתנה, כאשר חלקם נותרים בסביבת להקת ההורים וחלקם עשויים לנדוד למרחקים של מאות קילומטרים. להקה חדשה נוסדת בדרך כלל על ידי זכר ונקבה שעזבו את להקת ההורים ושאינם קרובי משפחה, הנודדים יחד בחיפוש אחר שטח פנוי מלהקות זאבים עוינות. רק לעיתים רחוקות מתקבלים זאבים זרים אל תוך להקה, כאשר הזאב ה"מאומץ" הוא בדרך כלל פרט לא בוגר (בגיל 1 עד 3 שנים) שאינו צפוי לקרוא תיגר על הזוג הבוגר מבחינת הזכות להתרבות. במקרים אחרים מתקבל זאב בודד בוגר אל תוך להקה על מנת להחליף בוגר שמת. בזמנים של שפע של טרף (כגון נדידה לשטח המחיה או עונת המלטות מרובות צאצאים של מפריסי פרסה) עשויות מספר להקות זאבים להתאחד באופן זמני.