Длина тела толстоклювой кайры до 50 см, вес около 1 кг. Клюв относительно короткий (длина 30-45 мм), толстый, черный, со светлой продольной роговой пластинкой над разрезом рта. У взрослой птицы верх тела черный, низ и бока белые. На крыльях узкие белые полосы. Горло и щеки летом черные, зимой белые. Ноги черные.
Молодые птицы осенью отличаются от взрослых более коротким клювом и темными пестринами на щеках. У пухового птенца верх тела бурый, концы пушинок белые, бока и горло серые, низ белый.
Толстоклювая кайра
По земле кайры ходят медленно, неуверенно, покачиваясь из стороны в сторону, обычно опираясь не только на пальцы, но и на плюсну. На гнездовье птицы неосторожны, крикливы, голос их чаще звучит как хриплое, раскатистое карканье или короткое и глухое. Птенцы, особенно в последние дни пребывания на скалах и первое время жизни на море, издают громкий, протяжный свист.
Толстоклювые кайры - кочующие птицы. У мест гнездовий, в зависимости от ледовых условий, они появляются в марте - мае, в начале июня, откочевывают в августе - октябре. Гнездятся колониями на карнизах скалистых морских берегов. Яйца толстоклювые кайры откладывают на голый камень, иногда даже на снег. В кладке бывает одно голубоватое или зеленоватое с пятнами яйцо, весом около 100 г. В колониях иногда насчитываются десятки и даже сотни тысяч гнездящихся птиц. Толстоклювые кайры гнездятся в РФ на материковых побережьях и островах Баренцова моря, моря Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского, Берингова и Охотского морей. Эти птицы имеют промысловое значение. Заготовляются также и их яйца, имеющие хорошие вкусовые качества.