Deze vogels kunnen een spanwijdte van 2,40 meter bereiken en zijn daarmee de grootste watervogels. Zelf zijn ze 140 tot 160 cm groot.[2] Met hun lange nek kunnen ze ver onder water reiken. Ze kunnen tot 10 tot 12 kg wegen. Daarmee behoren ze ook tot de zwaarste vliegende dieren. Ze zijn even groot als de wilde zwaan, maar veel groter dan de kleine zwaan. Ze zijn wit en ze hebben een oranjerode snavel. Hun kop en hals hebben een licht gele schijn. De onbevederde huid aan de snavelwortel en om het oog, onder de voorhoofdsknobbel, zijn zwart. Die voorhoofdsknobbel is bij mannetjes heel opvallend. Ook hun poten zijn zwart. Hun ruglijn is sterk gebogen. Ze houden hun hals bijna altijd in een sierlijke S-vorm. Die hals heeft het grootste aantal halswervels van alle vogels (26). Ze houden hun kop altijd iets omlaag gebogen. Hun snavel is relatief breed. Mannetje en vrouwtje zijn volledig gelijk, alleen hebben de mannetjes in de lente een veel meer gezwollen knobbel en hun snavel is dan ook veel roder. Mannetjes hebben ook een zwaardere nek.
Ze maken gorgelende en blazende geluiden, al zijn die niet vaak te horen. In vlucht maken hun vleugels een laag, zingend geluid, dat wordt gemaakt door de wind die er langs strijkt. Als je hen stoort op hun nest, sissen of knorren ze woedend. Onvolwassen vogels maken een zwak, fluitend geluid. Contactroep is een zelden gehoord meeuwachtig ga-oh.
Hun voedsel bestaat uit waterplanten. Ze grazen ook op weiden. Ze duiken nooit zo ver dat ze volledig onder water zijn. Ze hebben een brede snavel om de waterplanten gemakkelijk af te kunnen trekken. Om die reden hebben ze ook zo’n lange hals, die ze gemakkelijk kunnen buigen. Soms zijn alleen hun staart en hun achterpoten te zien, als ze op hun kop staan en met hun poten trappelen om de diepste planten op te vissen.
De volgroeide jonge Knobbelzwaan
Om op te kunnen stijgen gebruikt de zwaan het wateroppervlak van een plas of sloot. Het opstijgen is een explosie van activiteit en vergt de zwaan veel energie. Net als de albatros rent de zwaan met zijn korte poten zo snel als hij kan over het wateroppervlak, terwijl hij zeer snel met zijn vleugels slaat. Naarmate de vleugels meer lift krijgen, komt de vogel hoger uit het water. Hij rent nog steeds, waarbij de poten met zwemvliezen duidelijk wervelingen in het water achterlaten, tot ze ten slotte alle contact met het water verliezen. De zwaan brengt zijn poten onder zijn staartveren, zoals een vliegtuig zijn landingsgestel intrekt en verheft zich ten slotte in de lucht. Ze vliegen in één lijn, de lange halzen vooruitgestrekt en met krachtige vleugelslagen. Als ze eenmaal in de lucht zijn, maken hun vleugels een duidelijk, laag zingend geluid. De knobbelzwaan is zo groot dat hij niet in staat is langzaam te vliegen, zonder uit evenwicht te raken en te vallen. Een zwaan landt vrijwel nooit op het droge, maar komt neer op een leeg wateroppervlak. Bij het landen heeft een zwaan nog steeds een grote snelheid, om af te remmen strekt een zwaan zijn poten naar voren en spreidt de staart, zodat de snelheid van de zwaan vermindert. Wanneer de zwaan vrijwel stil staat, vouwt een zwaan zijn vleugels op, schudt ze uit en vervolgt met gekromde nek en iets opgeheven staart zwemmend zijn weg. Bij het zwemmen leggen zwanen af en toe de poten op hun rug. Op het land vertonen zwanen een lompe, waggelende gang.
