Härmsångaren är en medelstor sångare som mäter 12-13,5 c och väger 14-20 gram. Den har ganska stort huvud, långa vingar och ganska kort, tvärt avskuren stjärt. Könen är lika tecknade med grågrön ovansida och jämnt ljusgul undersida. Den har blygrå ben och lång bredbasig näbb med orange undre och grå övre näbbhalva. Härmsångaren är till utseendet mycket lik polyglottsångaren som ersätter dess utbredningsområde i sydvästra Europa. Förutom skillnader i sång har härmsångaren mycket längre handpenneprojektion (lika lång som tertiallängden), tydligt ljuskantade armpennor som skapar en ljus vingspegel på den hoplagda vingen och polyglottsångaren har brunaktiga eller gråbruna ben. Juvenilen om hösten har en något ljusare fjäderdräkt.
Härmsångarens lockläte på häckningsplats låter ungefär "tä-tä-hyi" och vid oro ger den ifrån sig korta serier med "tä tä tä..." Dess sång är snabb (dock långsammare än kärrsångaren) och ljudlig och den väver in härmningar av andra arters sång. Trots sitt namn är den dock inte lika skicklig imitatör som exempelvis kärrsångaren. Ett återkommande sångläte är nasala gnälliga toner "gie gie gie" som kan associeras med lätet från en delfin. Den väver även in sitt igenkännbara lockläte i sången. Eftersom den tillbringar vinterhalvåret, i Afrika, kan den även under sommartid i Sverige väva in härmningar från afrikanska fågelarter vilket gör att fågelskådare med stor kunskap om fågelsång i vissa fall kan utröna var i Afrika en individ övervintrat.
Härmsångaren häckar i Europa och Asien. Utbredningsområdet sträcker sig från nordöstra Frankrike i Väster, i stora delar av södra och mellersta Skandinavien men längre norrut utmed kusterna i Norge och Bottenviken. Som längst norrut häckar den i Narvik i Norge, lokalt norr om Rovaniemi i Finland och på Onegahalvön vid Vita havet. Vidare sträcker sig utbredningsområdet genom Centraleuropa så långt söderut som till bulgariska Svartahavskusten, och österut genom Europeiska Ryssland och norra Kazakhstan till allra västligaste delen av Altaj. Det finns även en isolerad häckningspopulation i norra Iran. Dess utbredningsområde ligger till 75–94% i Europa. Den är en flyttfågel som övervintar i tropiska Afrika från Viktoriasjön i nordöstra Afrika till Angolas kust i väster, Malawisjön och Moçambiques kust i öster och Östra Kapprovinsen i söder. I norra Europa förekommer den från maj till augusti.
Härmsångaren häckar i hela Sverige så långt norrut som till Skellefteå, men är vanligast i kustområdena i söder. Härmsångaren befinner sig i genomsnitt bara 2,5 månader i Sverige per år vilket gör den till en av de häckfåglar som befinner sig kortaste tiden i landet.
Härmsångaren förekommer främst i lummig lövskog med undervegetation av hägg, hassel och slån, gärna lite fuktig och av parkliknande karaktär. Men den häckar även i alkärr och exempelvis i renodlad björkskog med risig undervegetation, gärna angränsande till en vassjö. Den föredrar att sitta högt uppe i ett träd och sjunga vilket den gör under dygnets ljusa timmar. Den blir könsmogen efter ett år och den huvudsakliga häckningsperioden är från maj till juli. Den bygger ett välbyggt skålformat bo av kvistar, strån, löv och gräs som den placerar lågt i träd eller buskar. Honan lägger 4-6 rosafärgade ägg med svarta prickar. Äggen ruvas av båda föräldrarna i 13 dygn. Juvenilerna blir flygga efter 13 dygn. Härmsångaren känner lätt igen ett gökägg och kastar ut det ur boet. Den lägger bara en kull per häckningssäsong.
Den livliga härmsångaren letar ständigt efter föda och befinner sig sällan på marken. Liksom de flesta sångarna är lever härmsångaren främst av insekter och spindlar, men kan även äta bär på sensommaren.
I Europa uppskattas häckningspopulationen uppgå till 3 500 000–7 100 000 häckande par och en mycket grov uppskattning ger att den globala populationen uppgår till 11 200 000–28 400 000 individer. Härmsångaren har ett mycket stort utbredningsområde och en stor global population så trots att utvecklingstrenden bedöms som negativ så kategoriserar Birdlife International arten som livskraftig (LC).
Härmsångaren har även kallats för bland annat gulsångare, gulbrösta och bastardnäktergal.