1970년 천연기념물로 지정되었다. 학명은 Grus monacha TEMMINCK이다. 전장 95㎝ 정도이며, 이마는 흑색, 이마 위에서 머리꼭대기까지는 어두운 홍색이며, 머리에서 목까지는 백색이다. 가슴에서 몸의 하면은 흑회색이고 셋째날개깃은 길게 뻗어 비옷처럼 되어 꼬리를 덮고 있다. 날개깃은 흑색이며 날개덮깃은 흑회색이다.
부리는 황록색이고 다리는 흑색이다. 어린 새는 눈 둘레가 흑색이고 이마에서 머리 부분까지는 연한 크림색이며 목은 회색이다. 몸은 어미 새에 비하여 검은 편이다.
바이칼호 부근·몽고 북서부·흑룡강 유역·우수리 지방·중국 동북지방 등지에서 번식하고 겨울에는 이동, 남하하여 우리나라와 중국대륙에 도래하여 일부의 무리가 월동하며, 대부분의 무리가 일본에서 월동한다.
일본에는 야마구치현(山口縣)에 약 800∼1,000마리, 가고시마현(鹿兒島縣)에 약 4,000마리가 각기 규칙적으로 찾아와 월동한다. 논·농경지·간척지 등에 내려앉는데 암수 한 쌍 또는 한두 마리의 어린 새를 거느린 3∼4개체의 가족무리로 생활한다.
그러나 자연상태에서는 번식실태가 잘 조사되어 있지 못하다. 최근 소련에서 처음으로 산란한 둥우리를 발견한 예가 있다. 알의 크기는 긴지름 91∼106㎜, 짧은지름 59∼62㎜, 무게 19.5∼22.5g이다.
우리나라에는 제2차 세계대전 종전 전후까지 11월 하순에서 12월 초순에 걸쳐 도래하였다. 번식지를 향해 이동하는 2∼3월에는 북상하는 5∼25개체의 무리에서 30∼50개체에 이르는 이동군이 드물지 않게 관찰되었으나, 현재의 도래지는 없으며 적은 무리가 우리나라를 가을과 봄에 통과해 가는 듯하다.
이상과 같이 지난날 흑두루미는 드물지 않은 겨울새였으나 현재로서는 매우 희귀한 나그네새가 되고 말았다. 어류·갑각류·복족류·곤충류 등 동물성과 벼·보리와 같은 낟알 이외에 화본과(禾本科)와 사초과(莎草科) 식물의 뿌리도 먹는다. 우리나라에서는 1970년부터 종 자체를 천연기념물로 지정, 보호하고 있다.