Sillgrisslan är mellan 38 och 46 centimeter lång plus fötterna som sticker ut cirka 4 centimeter. Vingspannet är 61-73 cm och en adult fågel väger normalt runt ett kilo. Könen är lika. På sommaren är den brunsvart på huvud, rygg, stjärt, ovansidan av vingarna och undersidan av vingpennorna. Undersidan är vit liksom undre täckarna. Näbben är lång och spetsig och när den flyger sticker de gråsvarta fötterna ut bakom fågeln. En viss procent (som ökar ju längre norr ut man kommer) har en vit ring runt ögat och ett vitt streck bakåt över kinden kallas för "ringvia". På vintern är även hakan och området bakom ögat vitt.
Vid kolonierna är sillgrisslorna mycket talföra. Främst utstötter de ett upprepande nasalt wha wha wha som går över i ett råmande läte. (Exempel, wav-fil). I flykten är den tyst.
Den häckar i norra Europa; på Island, i kustbandet i norra Skandinavien, Storbritannien, på den tyska ön Helgoland och längs med stora delar av Atlantkusten, i Asien; i Ryssland, Nordkorea och Japan, i Nordamerika; i Alaska, Kanada, USA och på Grönland.
Sillgrissla delas in i fem underarter:
- Uria aalge aalge - häckar i de östra delarna av Nordamerika, på Grönland, Island, Färöarna, Skottland, södra Norge och i Östersjön.
- Uria aalge albionis - häckar i Storbritannien, Irland, Bretagne, Portugal och nordvästra Spanien.
- Uria aalge californica - häckar på västkusten i Nordamerika från de norra delarna av Washington till de södra delarna av Kalifornien.
- Uria aalge hyperborea - häckar på Svalbard, i norra Norge och i norra Ryssland österut till Novaja Zemlja.
- Uria aalge inornata - häckar i östra Nordkorea, norra Hokkaido, oblastet Sachalin, Kamtjatka, Berings hav, Aleuterna, Alaska och i British Columbia.
Sillgrissla häckar på några få platser i större kolonier utefter Sveriges ostkust, runt Gotland på exempelvis Karlsöarna, utmed Västerbottenkusten och på platser i Uppland och Södermanland. Den nordligaste kolonin finns på ön Bonden utanför Västerbottens kust i Kvarken.
Utöver dessa kolonier finns bara en ytterligare sillgrisslekoloni i hela Östersjön, Haverörn i Finska viken utanför Finland.
Merparten av alla sillgrisslor som häckar i Östersjön övervintrar i de allra sydligaste delarna av Östersjön som exempelvis Gdansk-bukten. Hanen och ungarna simmar hela vägen till dessa vinterkvarter medan honorna flyger dit senare. Sillgrisslans populationsstorlek i Östersjön är beroende av storleken på skarpsillsbeståndet, deras huvudföda i området. När det finns mycket skarpsill finns det många häckande sillgrisslor i Östersjön och vice versa.
Sillgrisslan häckar i kolonier, som ofta uppgår till tusentals par, på branta så kallade fågelberg. Det enda ägget, som är päronformat, läggs direkt på berghällen. Honan och hanen turas om att ruva ägget och att mata ungen som aldrig lämnas obevakad.
När ungen är ungefär tre veckor (mellan 15-30 dagar gammal) och har uppnått en vikt på 15-35 % av den adulta fågelns vikt lämnar den boplatsen tillsammans med en av föräldrafåglarna. Den är då fortfarande flygoförmögen eftersom den inte har utvecklat några hand- eller armpennor. Ungen går då ner i vattnet tillsammans med den ena föräldern eller hoppar ut från klipphyllan om den häckar högre upp i fågelberget och faller, ibland många tiotals meter, kontrollerat ner i vattnet eller på stranden. Tack vare sin fysiologi överlever de flesta fallet (hos Östersjönpopulationen förolyckas mindre än 1 % i fallet) där de omedelbart förenas med sina föräldrar som väntar på stranden eller i vattnet direkt under klipphyllan. Ungen är aldrig frånskild från sina föräldrar i mer än några sekunder upp till maximalt någon minut. Ibland hoppar ungen tillsammans med föräldern ner från klipphyllan. Därefter lämnar de tillsammans bolokalen och simmar ut till havs. Det är sedan hanen som tar hand om ungen tills den är stor nog att klara sig själv. I Östersjön lämnar ungen bolokalen under sen kväll och tidig natt i skydd av mörker och under ostörda förhållanden är predation från trutar och liknande mycket ovanligt. De lämnar häckningslokalen i regel under slutet av juni och i början av juli. Vanligen häckar sillgrisslor inte före fem års ålder.
Man har noterat att sillgrisslor har nyetablerat kolonier i direkt närhet till skarvkolonier, exempelvis i Södermanlands och Stockholms skärgårdar, där sillgrissla så vitt man vet aldrig tidigare har häckat. Man tror att storskarven utgör ett skydd mot rovdjur och predation även för sillgrisslorna. Trots att storskarv och sillgrissla häckar sida vid sida kan de konkurrera om boplatser på lokaler där de båda häckar på klipphyllor.
Sillgrisslan är en utmärkt dykare och utnyttjar sina anpassade vingar för att simma. Sillgrisslors har observerats på ned till 180 meters djup. Fågeln livnär sig på småfisk, i Skandinavien främst skarpsill, men även maskar och andra undervattensdjur. Ungarna matas mest med särskilt feta fiskar, som lodda, sill, skarpsill och tobis.
Sillgrisslan är den fågel i Sverige som i genomsnitt blir äldst. Den kan bli över trettio år gammal och man har konstaterat häckande sillgrissla som är 38 år. Den i Sverige äldsta sillgrisslan är 42 år och 10 månader.
På Karlsöarna utanför Gotlands sydvästkust finns Sveriges största koloni på ca 15 000 par och här har man ringmärkt sillgrisslor sedan 1921. 2005 hade man gjort totalt 980 återfynd av sillgrisslor ringmärkta på Karlsöarna. Hälften av dessa återfynd hade gjorts i Gdanskbukten. Man räknar med att 2,5 % av Östersjöns sillgrisslor var ringmärkta år 2005.
Ett hot mot sillgrisslan under främst vintern är att många fåglar fastnar i fiskenät och drunknar. Så mycket som 29,2% av alla ringmärkta sillgrisslor i Östersjön återfinns döda i fiskenät. Utifrån dessa siffror tror man att minst 1 500 fåglar årligen dör i fiskenät i Östersjön. Ett annat hot, som för många havsfåglar, är fisketrycket på bytesfisken. Sillgrisslans populationsutveckling följer födofiskbeståndens utveckling (i Östersjön skarpsillen), så när det finns lite bytesfisk finns det också få sillgrisslor.