黑枕燕鸥自眼前近嘴基处开始有一条黑带穿过眼到后枕相连，并向下扩展，在枕和后颈形成大块黑斑，其余头部白色，后颈基部有一条白色领圈，位于后枕黑色和上背灰色之间。背、肩和翅上覆羽淡葡萄珠灰色。腰、尾上覆羽和尾白色。尾呈深叉状。外侧尾羽逐渐变尖。第一枚初级飞羽外侧黑灰色，内侧淡灰色。其余飞羽淡灰白色，内侧羽缘白色。前额、头顶、眼以下头侧和颈侧，以及整个下体白色。下体缀有玫瑰色。冬羽和夏羽相似，但枕部黑色带斑少而窄。虹膜褐色，嘴和脚黑色。

喜群栖，与其他燕鸥混群，喜沙滩及珊瑚海滩，极少到泥滩，从不到内陆。

常成群活动。频繁的在海面上空飞翔，休息时多栖息于岩石或沙滩上。主要以小鱼为食。也吃甲壳类，浮游生物和软体动物等海洋动物为食。

分布于印度洋、太平洋西部沿海的热带岛屿及澳大利亚北部。美属萨摩亚、澳大利亚、英属印度洋领地、文莱达鲁萨兰国、柬埔寨、中国、科摩罗、库克群岛、斐济、关岛、印度、印度尼西亚、日本、基里巴斯、马来西亚、马尔代夫、马绍尔群岛、马约特岛、密克罗尼西亚联邦、缅甸、新喀里多尼亚、北马里亚纳群岛、帕劳、巴布亚新几内亚、菲律宾、萨摩亚、塞舌尔、新加坡、所罗门群岛、泰国、东帝汶、汤加、图瓦卢、瓦努阿图、越南、瓦利斯和富图纳群岛。

繁殖期为5-6月。常成群在一起营巢。通常营巢于海岛和海岸岩石上，有时也在海滨沙滩营巢。每窝产卵通常为2枚。卵的颜色为灰石色，被有赭色或暗灰色斑点。卵的大小为35-43×26-30毫米。

黑枕燕鸥西印度洋亚种（学名：Sterna sumatrana mathewsi）：亚达伯拉、安米尔安特群岛、查戈斯群岛和马尔代夫、西印度洋。

该物种已被列入中国国家林业局2000年8月1日发布的《国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物名录》。