Sangsvane er en opptil 160 cm lang fugleart i andefamilien med et vingespenn på 200-235 cm. og en vekt på mellom 8 og 10 kg. som fullvoksen. Som alle andre svaner i vår del av verden er fjærdrakten til sangsvanen ensfarget hvit, men mange individer har brunaktig hode og hals om våren sommeren, noe man ikke finner hos dens noe større slektning knoppsvanen.

Halsen er lang, og holdes vanligvis rett under svømming. Det lange, kileformede nebbet er gult med svart spiss, noe som er lett å se på lang avstand, og som tydelig skiller den fra knoppsvane (C. olor) med dens oransje nebb. Hos sangsvaner er kjønnene like, men hannen er noe større enn hunnen.

Sangsvane hekker i våtmarker med beskyttende vegetasjon, samt i mindre sjøer i nordlige skogområder fra Island gjennom Nord-Europa og Sibir til Stillehavet. Den hekkende bestanden i Norge finnes hovedsakelig nord for Trondheimsfjorden, men i senere år er det registrert hekkende par også flere steder i Sør-Norge. Reiret plasseres i nærheten av vann, gjerne på en liten holme eller forhøyning. Det samme reiret blir benyttet år etter år av de samme fuglene. Det konstrueres av mose, vannplanter og jord og fôres med strå og dun.

Hunnen legger 4-6 skittenhvite egg som ruges i omtrent 35 dager. Ungene forlater reiret så fort de er tørre og oppholder seg på vann sammen med foreldrene fram til de er flygedyktige etter ca. to måneder. Sangsvaner er monogame og holder sammen i etablerte par så lenge de lever. De er svært territoriale fugler og beskytter hekketerritorier strengt mot andre fugler.

Den norske hekkebestanden er estimert til å være på 350-600 par. Globalt sett regner man med en hekkende bestand på om lag 180 000 individer.

Sangsvaner er svært lydytrende både i flukt og på bakken. Lydene er kraftige og kan minne om trompetstøt. Lydene gis i grupper på tre eller fire klå, klå, klå. I motsetning til knoppsvanens kraftig syngende vingelyd, har sangsvanen knapt hørbare, fint svisjende vingeslag.

Fuglen trekker til åpent vann i Nordvest-Europa om vinteren, og skandinaviske, finske og russiske fugler overvintrer i Sør-Norge.