Предельный возраст 6 лет, достигает длины до 15 (обычно 10) см. и массы 22 г. Каспийские тюльки крупнее черноморских. Самки растут несколько быстрее самцов и достигают большей длины. Пелагическая, эвригалинная рыба, встречается и размножается как в море (при солёности 34), так и в его опреснённых частях, а также в реках, некоторые формы в озёрах и водохранилищах чисто пресноводные.

Питается тюлька в светлое временя суток, ночью питание прекращается. На этой особенности основан ночной лов тюльки на свет. Весенние миграции начинаются в начале марта при температуре воды 6-14°С. Нерестовое стадо состоит из 1-6-летних особей (преобладают 2-3-годовики). Половое созревание в возрасте 1-2 года при достижении длины 5 см. Плодовитость 9,5-60 тыс. икринок (в среднем 31,2 тыс.). Икрометание порционное, имеется несколько выметов с промежутком в несколько дней. Нерест в Каспии с апреля по июнь. Длина личинок при вылуплении 1,3-1,6 мм., желточный мешок исчезает при длине 3,5 мм. Личинки и мальки держатся на мелководьях. Питание у личинок начинается ещё при не полностью рассосавшемся желточном мешке, основу пищи личинок до 7,3 мм. длиной составляют личинки моллюсков, науплии копепод и коловратки. Осенью молодь откочевывает к югу.

В водохранилищах Волги тюлька ведёт стайный образ жизни в пелагиали, непосредственно к берегу не подходит. Питается в основном веслоногими и ветвистоусыми рачками, потребляя наиболее массовые группы организмов. В верхневолжских водохранилищах растёт быстро, достигая средней длины 90 мм. и максимальной 130 мм., средняя продолжительность жизни 4 года. Созревает на втором году жизни. В период нереста мигрирует в крупные заливы, в защищенные от ветров плёсы и к устьям крупных рек. Нерест происходит весной при температуре воды 10-20°С в удалении от берегов. Нерест порционный и растянутый. Плодовитость самок от 4 до 110 тыс. икринок. Икра мелкая (0,48-1,46 мм.), плавающая в толще воды.

Черноморско-азовская форма в отличие от каспийской заходит в пресную воду осенью. В бассейне Дона массовый нерест в мае. Половой зрелости достигает в 2-3 года. Плодовитость в среднем 10,5 тыс. икринок. Основной пищей является зоопланктон. Она обитает в Азовском море и в опреснённых участках Чёрного моря, входит в Дон, дельту Кубани, Днепр, Буг, Днестр, Дунай, есть в озере Палеостоми. Распространение тюльки в Кубани ограничивается её дельтой, имеется в кубанских лиманах и опреснительной сети. В бассейне Дона она встречалась в нижнем течении, её современное распространение в водохранилищах Дона и Маныча связано с расширением ареала каспийской тюльки.

Каспийская тюлька обитает в Каспийском море повсеместно, заходит в низовья рек Волги, Терека и Урала. Пресноводная форма этого подвида (чархальская тюлька) распространена в озере Чархал в бассейне Урала и в затонах Волги. Раньше проходная тюлька не поднималась выше Волгограда, хотя пресноводные формы отмечались в ильменях дельты и в затонах у Саратова. В последние 50 лет каспийская тюлька проникла также в Волго-Донской канал, заселила Цимлянское водохранилище и наблюдалась её экспансия вверх по Волге: в 1964 г. её отмечали в Куйбышевском водохранилище (а с 1968 г. она полностью заселила его), в 1971 г. - в Воткинском, в 1975 г. - в Камском, в 1984 г. - в Горьковском, в 1994 г. - в Рыбинском, в 1999 г. - в Угличском, в 2000 г. в Иваньковском и в 2001 г. на всем протяжении Шекснинского водохранилища вплоть до оз.Белое. Почти во всех водохранилищах она стала массовым видом.

Одна из основных промысловых рыб. Постоянно увеличивается численность в водохранилищах. По состоянию на 2000 г. её численность в Рыбинском водохранилище оценивалась в 3-4 млрд. особей. Является важной кормовой базой в питании хищных рыб, особенно окуня и налима.