Med sin längd på mellan 40 till 46 centimeter är den något mindre än skäggdoppingen och med en kortare och grövre hals. Könen är lika. I sommardräkt är gråhakedoppingens hals och bröst tydligt rödbrunt på framsidan och på sidorna, kinderna är silverglänsande gråa och hjässan är svart. Ryggen är mörkbrun och buken är vit. Näbben är svart med gul bas. På vintern skiftar fågeln tydligt färg, det röda försvinner och ersätts med ljust brunt och gråvitt.
Fågelns ben sitter långt bak, vilket gör att den har svårt att gå. Den är däremot en utmärkt simmare och dykare.
Underarten Podiceps grisegena holboellii har en något grövre näbb som inte heller har en så mörk spets som nominatformen Podiceps grisegena grisegena.
Gråhakedoppingen finns på norra halvklotet i Nordamerika, Europa och Asien.
Den brukar delas in i två underarter:
- Podiceps grisegena grisegena som häckar på spridda platser i Europa och nordvästra Asien från Danmark i väster till floden Ob och Balchasjsjön i öster.
- Podiceps grisegena holboellii som häckar i östra Asien och Nordamerika.
Alla populationer, förutom den på Aleuterna, är flyttfåglar och vintertid ses den utefter havskuster.
I Sverige förekommer fågeln som häckfågel i Skåne och på Öland, vid Hornborgasjön i Västergötland, vid sjön Tåkern i Östergötland, och med tyngdpunkten i sjöar och vikar, exempelvis Brändöfjärden, vid Bottenviken i Norrbotten.
Den skandinaviska populationen flyttar i augusti till oktober mot Medelhavs- och Nordsjökusterna, och återvänder till de sydliga häckningsplatserna i mars-april och når sina nordligaste häckningsplatser i maj.
Gråhakedoppingen häckar i vassrika, ofta rätt djupa, näringsrika slättsjöar och vassvikar i älvar och åar och även i havsvikar.
Det förekommer att gråhakedoppingen häckar i kolonier men det hör inte till vanligheten. Paret bygger tillsammans ett bo av vattenväxter som rycks loss från botten varvat med gröna växtdelar. Äggen läggs i maj till juni och de nylagda äggen är vita och formen är mer långsträckt och spolformig än hos andra doppingar. Paret turas om med att ruva äggen som brukar vara 3 till 5 stycken. Äggen ruvas i snitt i 22 till 25 dygn och efter kläckningen simmar genast ungarna ut i vattnet där de tas om hand av föräldrarna. Ungarna är flygga efter cirka 56 till 70 dygn.
Fågeln livnär sig på småfisk och vatteninsekter, samt ibland av kräftdjur och snäckor. Den har en större tendens att göra ett litet hopp när den dyker än skäggdoppingen.