Al nacer, Athene noctua tiene la piel, la cera y los dedos de los pies rosados y el pico y las garras de color blanco claro o gris. El primer plumón se llama neoptilo y es corto y blanco. Al cabo de una semana empieza a crecer el segundo plumón, el mesoptilo, y los jóvenes búhos tienen un color gris moteado. El mesoptilo se parece a las plumas, pero es más corto y suave. Al décimo día, los ojos se abren y el iris es de color amarillo claro. Durante tres o cuatro semanas, el neoptilo sigue unido al mesoptilo. En general, los mochuelos jóvenes son más grises y muestran menos contraste en su coloración que los adultos. Incluso los adultos de primer año presentan diferencias en la forma y textura de las plumas con respecto a los adultos mayores.

El mochuelo adulto es en su mayoría de color marrón oscuro con marcas de color crema en todo el cuerpo. Las marcas de color crema incluyen rayas en la frente y la coronilla, anillos alrededor de los ojos, barbilla de color crema, manchas y rayas en el pecho y el abdomen, manchas redondas en la espalda y la cola, y una marca distintiva en forma de V en la parte posterior de la cabeza. Los machos y las hembras comparten un aspecto similar, con los machos tendiendo a tener la cara más clara. El pico y el iris de A. noctua son de color amarillo brillante y los párpados oscuros. El cere, una parte del pico, es de color grisáceo a negro. Las patas son grises con un posible tinte amarillo. Los dedos son de color gris más oscuro a marrón o negro y las garras son de marrón oscuro a negro. Se han descrito algunas anomalías en la coloración, como albinismo parcial, coloración leucística o color rojizo.

La longitud alar de A. noctua tiene un máximo registrado de 174 mm y un mínimo de 158 mm, pero normalmente oscila entre 151 mm y 178 mm. La envergadura de los machos es de 557,67 mm (más o menos 11,90 mm) y la de las hembras de 565,64 mm (más o menos 13,15 mm). En general, las hembras son más grandes que los machos y, por término medio, la longitud de sus alas es de 3 a 5 mm mayor que la de los machos. Además, los mochuelos de un año tienen una longitud alar que es, de media, 3 mm más corta que los adultos mayores. Las subespecies de A. noctua difieren en tamaño: los mochuelos más grandes proceden de las montañas del Tíbet y Cachemira y los más pequeños del noreste de África.

Athene noctua es una especie sedentaria y permanece de por vida cerca de su lugar de nacimiento. Se han visto mochuelos volando de 20 a 30 m e incluso más alto, pero suelen volar a poca altura del suelo. Sus plumas se engrasan cada dos o tres días. Los mochuelos también se bañan regularmente en polvo o arena e incluso se les ha visto bañarse en el humo que sale de las chimeneas. Cuando A. noctua duerme, es capaz de colocarse de forma que oculta todas las plumas claras y se camufla muy bien en su hábitat. Además, para cerrar los ojos para dormir, los mochuelos levantan los párpados inferiores. Athene noctua se acicala a menudo y a fondo. También se ha observado el acicalamiento mutuo entre parejas e incluso entre hermanos volantones. Athene noctua es crepuscular; se le ha visto de día y de noche cazando y llamando, sin embargo, el momento de mayor actividad es al anochecer y al amanecer.

Los mochuelos cazan de varias formas, incluso mezclando los estilos de caza para adaptarse a sus presas. Pueden posarse y observar el suelo o el aire. Para capturar presas en el suelo, A. noctua corretea y salta por el suelo. También puede capturar presas en el suelo mientras vuela bajo. También puede capturar presas en el aire mientras vuela. Athene noctua transporta a sus presas con el pico o con las garras. Machos y hembras cazan y transportan a sus presas de forma similar, pero las hembras parecen preferir transportarlas por el cuello, mientras que los machos lo hacen más a menudo por la cabeza. Se sabe que los mochuelos atrapan presas tan pesadas como ellos mismos. Los mochuelos también hacen agujeros para guardar la comida sobrante. Cazan sobre todo de noche o al atardecer, pero se les ha visto cazar de día. Athene noctua es un carnívoro oportunista que se alimenta de una gran variedad de presas, como mamíferos, aves, reptiles, anfibios, peces, insectos, moluscos, crustáceos y otras especies de invertebrados. Su dieta se compone principalmente de pequeños roedores y grandes invertebrados (lombrices e insectos). En la región paleártica, se ha registrado que A. noctua depreda 544 especies diferentes. Las porciones de la presa que los búhos pequeños no pueden digerir se compactan internamente y se regurgitan en forma de egagrópila.

Athene noctua habita un área de distribución que abarca una gran variedad de paisajes. Esta especie está adaptada sobre todo a climas secos, ya que la lluvia disminuye el éxito de caza. Los paisajes habitables también varían en altitud, ya que se ha observado a Athene noctua en altitudes que van desde el nivel del mar hasta los 2.600 m. Athene noctua es una especie que anida en cavidades y puede residir en cavidades de árboles y rocas, grietas de acantilados y estructuras artificiales, e incluso en nidos, agujeros y madrigueras de otros animales. Prefiere hábitats con cotos de caza abiertos, muchas presas pequeñas, zonas donde posarse, cavidades para anidar y un clima estable. Estas preferencias de hábitat de Athene noctua pueden satisfacerse en muchos paisajes, por lo que esta especie se encuentra en una gran variedad de hábitats, tanto naturales como artificiales. Reside en muchas regiones naturales templadas, entre ellas: campos abiertos, praderas, bosques abiertos, estepas, semidesiertos, desiertos, acantilados, montañas no arboladas y barrancos, gargantas y cañadas. Athene noctua también está muy asociada a hábitats antropogénicos, como paisajes agrícolas (granjas, prados, pastos, huertos) y hábitats urbanos y suburbanos.

Aquí tienes algunas curiosidades sobre la reproducción y longevidad del mochuelo común (Athene noctua):

Durante el periodo de cortejo, el macho defiende su territorio con llamadas que no solo sirven para ahuyentar intrusos, sino también para atraer a la hembra. La pareja, una vez formada, fortalece su vínculo a través de vuelos en conjunto y alimentaciones simbólicas: el macho le lleva presas a la hembra, lo que indica que hay comida suficiente para alimentar a las crías. Curiosamente, la hembra suplica comida con una llamada especial y este comportamiento continúa incluso después de la cópula y durante la incubación.

El mochuelo es monógamo, pero pueden observarse cópulas fuera de la pareja si hay abundancia de presas. Tras la puesta de los huevos (normalmente entre 1 y 7, con una media de 3 a 4), la hembra se encarga de la incubación, que dura unos 28 días, mientras el macho le suministra alimento. Los polluelos, al nacer, pesan entre 10 y 12 gramos y dependen de sus padres unos dos meses, comenzando a cazar a partir del primer mes de vida. La independencia y la dispersión de los jóvenes ocurre en otoño, y alcanzan la madurez reproductiva al año de edad.

En cuanto a su longevidad, aunque un mochuelo puede vivir hasta 15 años en libertad, la media es de unos 4 años debido a factores como la falta de alimento, depredadores, parasitos, y amenazas humanas (como la destrucción del hábitat y los accidentes). La tasa de mortalidad es especialmente alta en los primeros años de vida, con la mayoría de los juveniles muriendo en su primer año.