Grågåsen är en stor och kraftig gås med en kroppslängd på 74-84 cm. Könen hos grågåsen är lika. Dess huvud och hals är brungrå, överkroppen brunaktig med ljusgrå fjäderkanter, bröstet och buken är ljusgrå, övergumpen är ljust askgrå, undergumpen och bakkanten av stjärten är vit. Den saknar vitt på huvudet till skillnad från exempelvis bläsgås och fjällgås. Dess ben är rosafärgade. Näbben som är 6-7 cm lång, är tjock, konisk och rödorange- eller rosafärgad med vit näbbnagel. Näbbnageln upptar större delen av näbbens bredd. Näbblamellerna är korta och koniska. Övernäbbens lameller är tydligt synliga utifrån längs större delen av näbben. Näbbens höjd vid basen är mindre än halva längden.
I flykten känns den igen på sitt ljusa huvud, sin mörka rygg och sina ljust stålgrå framkanter på vingarna som i kontrast till de mörka vingpennorna kan te sig nästan vita. Även vingundersidans framkant är ljus till skillnad från hos spetsbergsgåsen som har en helmörk vingundersida.
Grågåsen häckar i stora delar av norra och mellersta Palearktis. Den återfinns från Island i väster, österut genom norra Europa, Skandinavien, Balkan, österut genom Sibirien till Kina. Antalet individer i världen uppskattas till runt 950 000 och det är den enda gråa gås som ses i stora antal i Europa under sommaren. Den är en kortflyttande flyttfågel som bland annat har sina vinterkvarter i Europa, norra Afrika, Mellanöstern, Indien och Vietnam.
Grågås delas upp i två underarter:
- Anser anser anser - nominatformen, västlig grågås, häckar i Europa.
- Anser anser rubrirostris - östlig grågås, häckar i Asien.
Den västeuropeiska underarten A. a. anser, har orangerosa näbb och är något mindre och mörkare, speciellt huvudet, än den asiatiska östliga underarten A. a. rubrirostris som har rosa näbb och bredare ljusa fjäderbräm. I Östeuropa kan man observera en klinal övergång mellan de båda underarterna.
Grågåsen häckar idag i stora delar av södra Sverige och utmed norrlandskusten, företrädevis utmed kusten och i yttre skärgården. I Sverige är den en sommargäst som mest ses mellan mars till oktober. Den svenska populationen övervintrar i sydvästra och södra Europa.
Grågåsens förekomst i Sverige har fluktuerat kraftigt genom historien. I Sven Nilssons fågelbok från första halvan av 1800-talet beskrivs stammen vara god i exempelvis Småland. 1919 skrev Bengt Berg i boken Sällsynta fåglar: Skräntärnan, dvärgtärnan & grågåsen. att den var helt försvunnen i Småland och 1926 skrev Alfred Brehm att "grågåsen räknas numera till de sällsynta fåglarna i Sverige". Brehm beskriver senare hur den sista kolonin med grågäss i Sverige häckar på holmarna utanför Ronehamn och att den sista häckplatsen på västkusten var Hallands Väderö. Efter att ha varit ovanlig ökade populationen, främst på östkusten, senare västkusten och i inlandet och idag har populationen, tillsammans med kanadagås, ökat kraftigt och återfinns i olika biotoper i sin nuvarande utbredning.
Den häckar i en mängd olika biotoper i anslutning till vatten som våtmarker, träsk, små och stora sjöar eller vid kusterna. Tidigare var det absolut vanligast att den lade sitt bo på torra land men i och med populationsökning har man observerat en förändring i häckningsbeteende och grågåsens bon återfinns nu även inne i rörvass.
De par som häckar i vass bygger redet av rörvass som de knipsar av runt redet så att det bildas en glänta i vassen. Kusthäckande grågäss som häckar på land bygger ofta sitt bo av tång. Båda dessa varianter inreds med ett tjockt lager grått dun. Vanligtvis lägger den 4 till 6 ägg men man har observerat upp till 14 ägg i ett rede. Honan ruvar oftast äggen i mellan 27 till 28 dygn. Paret tar gemensamt hand om ungarna som är flygfärdiga efter cirka 60-70 dygn. Grågåsen lägger bara en kull per häckningssäsong. I början av häckningen överges äggen lätt om honan blir störd.
Grågåsen återfinns ofta i stora högljudda grupper. De är mycket vaksamma och varnar ljudligt för minsta fara och tar lätt till vingar om exempelvis en människa kommer för nära. De vuxna äter växter men ungarna äter mycket smådjur. Grågåsen vistas oftare på land än svanar och änder. De flyger ganska snabbt, ordnade i en så kallad "plog", vilket är vanligt bland gäss och innebär att de flyger i en v-formation för minskat luftmotstånd. Vid sådan formationsflygning är det inte en och samma gås som flyger främst utan gässens plats i formationen byts ofta om.
Direkt efter häckningen ruggar grågåsen och blir därmed flygoförmögen. Det är endast under denna period som en adult grågås sällsynt kan dyka för att undkomma fara. Juvenila fåglar dyker dock ofta och grågåsen är för övrigt en god simmare.
Den tama gåsen härstammar från grågåsen. Det var grågäss som etologen Konrad Lorenz använde vid sin första stora studie av beteendefenomenet prägling.