Voksne sangsvaner har en helt hvit fjærdrakt og blir normalt omkring 140–160 cm lange. Vingespennet er cirka 205–235 cm og vekten 8–15 kg. Det er ikke lett å se forskjell på kjønnene. Ungfuglene har grå fjærdrakt og lyserødt nebb. Både når de flyr og svømmer kan sangsvanene gi fra seg kraftige trompetaktige lyder. Sangsvanene skilles fra knoppsvanene på det gule nebbet og en rettere hals.
Sangsvanene lever nesten utelukkende av vannplanter. De beiter mest på bunnplanter og foretrekker grunne innsjøer med mye vegetasjon, gjerne mindre vann i skoglandskap.
De hekker på Island og i de arktiske delene av Skandinavia og Russland. I Norge hekker de helst i Finnmark og Troms, men enkelte hekkende par har blitt observert så langt sør som i Østfold. Hekkingen foregår i myrer og sumpområder, helst ved åpent vann. Sangsvanene er svært sky i hekketiden. Begge kjønnene bygger reiret, som ofte blir benyttet flere år på rad. Hekkingen begynner i april eller mai. Hunnen legger 4 til 6 egg som ruges i 30 dager før de klekkes.
Utover høsten blir de ofte værende på hekkeplassen til isen legger seg hvoretter de trekker sørover. Vestvågøy i Lofoten har en vinterbestand som varierer fra 110-200 individer, men hovedsakelig trekker de ned langs kysten av Sør-Skandinavia, Danmark og Nord-Tyskland. Bestanden som hekker på Island overvintrer på De britiske øyer. De overvintrer enten i isfrie innsjøer og elver eller i lune saltvannsbukter med god bunnvegetasjon.
I Norge er bestanden av sangsvaner mange ganger større under overvintringen enn den er i hekkeperioden. Så snart isen går vender fuglene tilbake til hekkeområdene. Det overvintrer blant annet sangsvaner i Nordre Tyrifjorden våtmarkssystem i Buskerud. Vinteren 2007/2008 var bestanden der nesten dobbelt så stor som i 2006/2007.
Sangsvane er en av tre svanearter som lever i Norge. De to andre artene er knoppsvane og dvergsvane.
