Brak dymorfizmu płciowego poza różnicą w ubarwieniu wierzchu głowy. Samiec ma żółtą czapeczkę, u samicy zaś głowa z wierzchu jest szara. Spód jest biały, ciemno prążkowany. Grzbiet ma białe upierzenie, czasem z plamkowaniem, zaś tył głowy, skrzydła i ogon są czarne. Białe plamy występują na lotkach i sterówkach. Dwie podłużne, czarne pręgi biegną z boku głowy.

Naukowa nazwa tridactylus znaczy dokładnie „trójpalczasty” i pochodzi z języka greckiego. Nazwa tego dzięcioła pochodzi stąd, że ma nie cztery palce jak większość dzięciołów, ale trzy – dwa skierowane do przodu i jeden do tyłu. Podobny układ palców mają występujące w Ameryce Północnej dzięcioł kordylierski (Picoides dorsalis) i dzięcioł północny (Picoides arcticus).

Inną cechą charakterystyczną dzięcioła trójpalczastego jest to, że wymaga zarówno do żerowania jak i gniazdowania obecności domieszki martwych i zamierających świerków. W Puszczy Białowieskiej występuje w podmokłych lasach, nawet z niewielkim udziałem świerka.

Dzięcioł ten w charakterystyczny sposób obrączkuje drzewo. Obrączki zaczynają się od 1 m i ciągną się aż po sam czubek drzewa. Obrączki nie zawsze są pełne i są oddalone od siebie co 6-15 cm. Ptak ten przez cały rok przebywa w swoim rewirze.

Nie jest zbyt płochliwy, mimo że trudno go zaobserwować. Leśnikowi z Nadleśnictwa Browsk to się udało. Zaobserwował moment karmienia młodego pokolenia.

Dieta dzięcioła trójpalczastego zmienia się sezonowo. Korniki, zwłaszcza żyjące w świerkach stanowią niemal wyłączny składnik jego pożywienia od późnego lata do wczesnej wiosny, natomiast późną wiosną i latem czyli w okresie lęgowym znaczącą część jego pokarmu stanowią larwy innych chrząszczy drążących drewno, szczególnie kózkowatych.

Ponad 80 % dziupli lęgowych dzięcioły trójpalczaste wykłuwają w świerkach. Kilka % dziupli znajduje się w olchach, ale w sąsiedztwie świerków, a zupełnie sporadycznie w drzewach innych gatunków. Na ogół co roku wykuwa nową dziuplę. Dziupla może się znajdować na wysokości 1-6 m. Raz w roku samica składa 3-5 jaj, które są wysiadywane przez samca i samicę przez 15 dni. Młode są zdolne do opuszczenia gniazda po 21 dniach.

Gatunek ten nie jest zagrożony wymarciem. Ma status LC w Czerwonej Księdze Gatunków Zagrożonych. Podlega w Polsce ochronie gatunkowej.