Muchołówka żałobna to ptak wyraźnie mniejszy od wróbla. Samiec jest z wierzchu cały czarny, z dwiema białymi plamkami przy dziobie oraz dużymi białymi plamami na skrzydłach, jego pierś i brzuch są białe. U samicy zamiast koloru czarnego występuje brązowawoszary, ma też mniej bieli na skrzydłach. Niekiedy samce nie są idealnie czarne, wtedy od samicy odróżnia je tylko zakres bieli na skrzydle i białe plamy przy dziobie. Ptaki w szacie juwenilnej mają wierzch ciała nakrapiany beżowo i ciemnoplamkowany spód.
Muchołówka żałobna to ptak typowo leśny. Zamieszkuje wszystkie typy lasów, w których występują dziuple i budki lęgowe. Podobnie jak inne muchołówki najpierw z „czatowni” wypatruje przelatujące owady, po czym podrywa się i w krótkim wypadzie chwyta je w locie (polowanie z zasiadki).
Śpiewu muchołówki żałobnej nie można pomylić z żadnym innym. Są to wyraźne zwrotki o nieco smutnym brzmieniu, złożone z kilku rytmicznie powtarzanych motywów: „cilj cilj cilj diple diple ckiłi ckiłi śrjj”. Ciekawe jest to, że samiec śpiewa w pobliżu dziupli tylko do momentu przybycia samicy, której spodoba się zarówno miejsce, jak i kawaler. Dlatego możliwe jest przeoczenie stanowiska tych ptaków z tego względu, że mogą one bardzo szybko ucichnąć. W końcu trudno im się dziwić: po co mają robić coś, co w ich ptasim świecie nie jest już potrzebne?.
Gniazdo muchołówki, umieszczone w dziupli lub w skrzynce lęgowej łatwo jest rozpoznać. Zbudowane jest ze strzępków liści i źdźbeł suchej trawy, czasem także z płatków kory drzew iglastych. W wyściółce występuje warstwa z włosia i piór. Jaja składane w liczbie 5-7 są bladoniebieskie, z czerwonymi kropkami.
Muchołówki żałobne to ptaki wędrowne, odlatują od nas w okresie września-października i wracają pod koniec kwietnia i w maju.
Muchołówka żałobna nie korzysta z karmników. Natomiast chętnie zasiedla budki lęgowe typu A1 zawieszone co najmniej 2,5 m nad ziemią.
Latem może korzystać z wodopoju.
