全長は最大70cmを超えるが、よく漁獲されるのは30cm前までである。背側と鰭膜は和名通り黒、ないし灰色で、腹側は白い。体側は銀色に光る灰色だが、不明瞭な縦縞があるものも多い。鰓蓋上端・目の後方やや上に、目と同程度の黒斑が1つある。体型は左右から押しつぶされたように平たい楕円形で、典型的な鯛の体型だが、
マダイに比べると口が前に突き出す。顎の前方には3対の犬歯、側面には3列以上の臼歯があり、ヘダイ亜科の特徴を示す。
背鰭は11棘条・11軟条、尻鰭は3棘条・8軟条からなり、クロダイ属のラテン語名 Acanthopagrus は発達した棘条に由来する。特に尻鰭の第2棘条が強大に発達する。側線鱗（そくせんりん）数は48–56枚、背鰭と側線の間の鱗は6–7列で、この点で近縁種と区別できる。
北は北海道南部、日本列島、朝鮮半島から台湾までの東アジア沿岸域に分布する。ただし
奄美大島以南の南西諸島には分布せず、ミナミクロダイ、ナンヨウチヌ、ヘダイといった近縁種が分布する。
タイ科の大型魚としては珍しく水深50m以浅の沿岸域に生息し、川口の貴水域にもよく進入する。さらに河川の淡水域まで遡上することもあるため、能登地方では川鯛とも呼ばれる。環境への適応力が高く、岩礁から砂泥底まで見られ、汚染にも比較的強いため東京湾や大阪湾など、工業地帯の港湾にも多く生息する。冬は深みに移動するが、夏は水深1-2mの浅場に大型個体がやって来ることもある。
産卵は春に海域で行われ、直径0.8–0.9mmほどの分離浮性卵を産卵し、水温20℃では約30時間で孵化する。孵化直後の仔魚は体長2mmほどで卵黄嚢をもつ。体長8mmほどから砂浜海岸の波打ち際や干潟域、河口域などの浅所に集まりプランクトンを捕食して成長する。生後1年で体長12cm、5年で26cm、9年で40cmほどに成長するが、マダイと比べると成長が遅い。夏から秋には海岸域で全長10cm足らずの若魚を見ることができる。若魚はスーッと泳いではピタッと停まるのを繰り返しながら餌を探す。水中の砂底で砂煙を上げるとこれらの若魚が近寄ってきて、多毛類や砂もぐりなどの餌を漁る様が観察できる。成魚は悪食で小魚や甲殻類、貝類、海藻類、果てはスイカや蜜柑など様々なものを捕食する。
成長によって性転換する魚としても知られる。性転換する魚はメス→オスが一般的（マダイ等）だが、クロダイを含めたヘダイ亜科は雄性先熱を行い、オス→メスに性転換する。2–3歳までは精巣が発達したオスだが、4–5歳になると卵巣が発達してメスになる。ただし全てがメスになるわけではなく、雌性ホルモンが不足したオスは性転換しない。