Deze vogels hebben een grijspaarse kop, grijze bovendelen en grijsroze borst. Ze hebben zwarte armpennen en een brede zwarte eindband op de staart. Een witte vlek in de nek en een witte band op de vleugels, die goed zichtbaar zijn tijdens de vlucht, waardoor de soort op grotere afstand ook makkelijk te onderscheiden is van de stadsduif en holenduif. Ze hebben een korte, gele snavel met een rode basis en korte roze poten. Het verenkleed bij beide geslachten is gelijk. De lichaamslengte bedraagt 41 tot 45 cm, het gewicht 275 tot 700 gram en de spanwijdte 68 tot 77 cm.

Europa vormt het voornaamste verspreidingsgebied. De soort ontbreekt vrijwel nergens; alleen op IJsland is de houtduif een onregelmatige broedvogel.

Houtduiven zoeken hun voedsel in een veelheid aan biotopen; van stedelijke gebieden, waar ze leven van wat in tuinen en parken te vinden is, tot op de bosbodem. Favoriet zijn echter kleinschalige landbouwgebieden waar granen verbouwd worden, omgeven door bossen.

Zaden, oogstresten, zaden van wilde planten, gevallen bessen en ander beschikbaar voedsel. In stedelijk gebied vaak rondslingerende etensresten.

Houtduiven broeden het liefst in bossen, parken en tuinen, maar omdat ze tegenwoordig meer en meer in stedelijke gebieden voorkomen, maken ze ook gebruik van gebouwen. Ze bouwen slordige nesten van takken.  Houtduiven leggen twee eieren. Na het uitbroeden voederen zowel man als vrouw de jongen.