Tidigare placerades lövsångaren i den i dag uppdelade familjen sångare (Sylviidae) men placeras i dag i familjen lövsångare (Phylloscopidae).
Den häckar i Storbritannien, i centrala och norra Europa (dess sydligaste häckningsplatser återfinns i norra Spanien) i hela Skandinavien, i Ryssland nästan ända bort till Berings sund. Den har sina vinterlokaler i södra och mellersta Afrika.
Lövsångaren brukar delas upp i tre underarter:
- Phylloscopus trochilus trochilus (sydlig lövsångare) – nominatformen häckar på brittiska öarna, i centrala och södra Europa, norr ut till södra Skandinavien och österut till Rumänien och Balkan. Sydlig lövsångare övervintrar i Västafrika.
- Phylloscopus trochilus acredula (nordlig lövsångare) – häckar i centrala och norra Skandinavien, österut till Jenisejfloden, och söderut till Volgas nedre lopp, i norra Kazakhstan och i Sajanbergen i södra Sibirien. Nordliga lövsångare övervintrar i östra och södra Afrika.
- Phylloscopus trochilus yakutensis (östlig lövsångare) – häckar i centrala och östra Sibirien, och övervintrar i södra Afrika.
Lövsångaren är tillsammans med bofinken Sveriges vanligaste fågel och populationen har uppskattats från 10 till 15 miljoner häckande par (1976).
Två av lövsångarens tre undrarter häckar i Sverige. Den sydliga lövsångaren P. t. trochilus och den nordliga P. t. acredula. Dessa båda populationers utbredningsområden möts ungefär längs med en linje som sträcker sig från norra Hälsingland till nordligaste Dalarna. De båda underarterna uppvisar olika flyttvägar och afrikanska övervintringslokaler. De sydskandinaviska fåglarna flyttar mot sydväst till tropiska Västafrika medan de nordliga flyttar mot sydöst till östra och södra Afrika. Den tredje underarten P. t. yahutensis har observerats och ringmärkts i Sverige.
Lövsångaren är en liten och nätt fågel med ljust gröngul fjäderdräkt och en smal spetsig näbb. Dess rygg och hjässa är olivgrön och den har ett kraftigt markerat ljusgult ögonbrynsstreck. Strupen är ljust gröngul och bröstet, buken och undergumpen vit eller gulvit. Vingarna saknar vingband. Handpenneprojektionen är ungefär lika lång som tertiallängden. Benen är brunskära men kan också ha en mörkare brun ton.
För den ovana lyssnaren kan sången påminna om bofinkens, en annan vanlig häckfågel i Norra Europa. Lövsångaren har emellertid en betydligt mjukare, vemodigare röst och dess sång saknar bofinkens avslutande, crescenderande ”knorr”. Lövsångarstrofen inleds med några höga toner, för att sedan avrundas med ett graciöst försvinnande musikalisk gest ut i intet. Sången hörs flitigt under vår och försommar.
Dess vanligaste lockläte är en mjukt tvåstavig uppåtvissling huit, och oftast med betoning på första stavelsen. Lätet påminner om rödstjärtens som dock ofta avslutar med smackande läten.
Trots att lövsångaren är allmän är den ganska okänd hos allmänheten. Mest uppehåller den sig dold i vegetationen men visar sig ändå mer än många andra sångare. I sitt revir har lövsångarhanen särskilda sångplatser, dit den återvänder för att sjunga. I reviret kan hanen aggressivt jaga bort andra inkräktande hanar.
Lövsångaren häckar i all slags skogsmark; barr- bland- löv- och fjällbjörkskog, i dungar, parker och trädgårdar. Dock föredrar den lövskog och häckar oftare i ljusare partier av skogen, till skillnad från gransångare, och återfinns ofta vid gläntor och skogsbryn.
Den bygger oftast sitt bo på marken eller i en tuva, inte sällan i skydd av en nedhängande gren eller på annat sätt väl dolt. Boet är i det närmaste sfäriskt, byggs av grövre grässtrån och mossa, och fodras med fjädrar. Merparten lägger 4 till 8 ägg i början av juni, som honan ruvar i 12 till 14 dygn. Båda föräldrarna tar hand om ungarna som är flygfärdiga efter 11 till 15 dygn efter att de kläckts. Lövsångaren lägger ofta två kullar per häckningssäsong.
Lövsångaren är rastlös och rör sig snabbt vid födosök, både i de nedre och övre delarna av vegetationen. Oftast plockar den byten ifrån blad och grenverk men ses ibland göra utfall i luften mot flygande insekt. Lövsångaren lever mest av insekter och spindlar, men tar även bär under hösten.
Lövsångaren har förr kallats "lövsmyg" och i Finland har den dialektalt kallats "jolkrypar".