Während die Weibchen ca. so groß wie ein Turmfalke oder eine Krähe sind,
haben Männchen einen fast ein Drittel kleineren Körper, etwa in der Größe einer Drossel. Der Kopf ist verhältnismäßig klein, die kurzen Flügel stark gerundet und der Schwanz lang, schlank und gerade abgeschnitten.
Die Körperunterseite ist weiß mit rostfarbener (Männchen) oder graubrauner (Weibchen) Querbänderung. Die Zehen sind sehr lang und dünn, besonders beim Männchen.

Beide Geschlechter unterscheiden sich in Lebensweise, Färbung und Größe sehr stark. Das Männchen weist einen schieferblauen Rücken und eine orange-braun gesperberte Unterseite auf, das Weibchen hat einen braunen Rücken und ist an der Unterseite braun-grau gesprenkelt.

Männchen wiegen rund 150 g. Weibchen bis zu 290 g, also ca. 70 % mehr.
Der starke Gewichts- und auch Größenunterschied ist auf das Leben des Sperbers als Vogeljäger zurückzuführen. Das kleine Sperbermännchen kann kleine, schnell bewegliche Vögel im Wald jagen, wo seine Wendigkeit ein großer Vorteil ist. Das große Weibchen hat sein Jagdgebiet hauptsächlich außerhalb des Waldes. Hier leben größere Vogelarten; Wendigkeit und schnelle Richtungsänderungen, die das Weibchen aufgrund seiner Körpermaße nur schlecht durchführen kann, sind hier nicht so entscheidend. Sperberpaare nutzen also unterschiedliche Jagdgebiete und auch unterschiedliche Beutetierarten. Weibchen schlagen Beute bis zur Größe einer Haustaube, Männchen nur bis zur Größe einer Amsel.

Auch bei der Brut ist der Größenunterschied von Vorteil. Das Sperberweibchen besorgt die Brut und Fütterung der Jungen alleine. Ein schweres, großes Weibchen kann das Nest, die Eier und die Jungen auch besser verteidigen und stürzt sich oft mit gellendem Kampfgeschrei auf vermutete Feinde. Durch seine Körpergröße kann es auch höhere Fettreserven speichern als das zarte Männchen. Der Sperbermann ist während der Brutzeit und frühen Nestlingszeit für die Nahrungsbeschaffung seiner Familie verantwortlich.

Für die Männchen ergibt sich allerdings ein großer Nachteil aus den so stark unterschiedlichen Körpergrößen. Die kleineren Männchen sind Verhungern oder Feinddruck wesentlich mehr ausgesetzt als die kräftigen Weibchen. Ein starkes Weibchen kann ein schwächeres Männchen als Beute schlagen. Verletzte Sperbermännchen und -weibchen, die zur Ausheilung, Rehabilitation und Freilassung in die EULEN- UND GREIFVOGELSTATION Haringsee übernommen werden, werden deshalb in getrennten Volieren untergebracht.

Der Sperber ist an Waldgebiete bestens angepasst, er bewohnt daher bevorzugt gegliederte und deckungsreiche Waldlandschaften, die mit freien Jagdflächen abwechseln. Er besiedelt seit Jahren auch immer häufiger Stadtrandgebiete, Vorgärten, Friedhöfe und sogar das Stadtgebiet selbst, sofern genügend Baumbestand vorhanden ist.
Zur Brut werden vor allem dichtere Baumbestände von Kiefern, Lärchen und Fichten gewählt.

Sperber ernähren sich hauptsächlich von Vögeln. Kleinsäuger werden nur ausnahmsweise, vor allem vom doppelt so schweren Weibchen erbeutet.

Die Jagdmethode des Sperbers besteht darin, aus der Deckung heraus Beute zu greifen. Er taucht plötzlich auf und versucht, die ahnungslose Beute zu überrumpeln. Der ins Auge gefasste Singvogel gibt sich natürlich nicht geschlagen und versucht, mit starker Beschleunigung und abrupten Wendungen, dem Sperber auszuweichen. Bei solch schnellen Jagdflügen verunglücken viele Sperber an Drähten und Fensterscheiben.

Vor allem in harten Wintern verlagern viele Sperber ihr Jagdgebiet in den Stadtbereich. Hier beginnen sie dann oft Futterhäuschen zu kontrollieren und fallen durch ihre wuchtigen Angriffe und rasanten Verfolgungen vielen Menschen als „böse, gefräßige Bestie“ auf. Der Sperber ist nun einmal ein Vogeljäger und perfekt an dieses Dasein angepasst, die von ihm gejagten Kleinvögel haben ihr Verhalten in Millionen Jahren auf ihren Fressfeind eingestellt und können ihm sehr oft entkommen. Nur rund 11 % aller Jagdflüge sind erfolgreich.

Viel verhängnisvoller für alle Singvögel sind peinlichst sauber gehaltene Gärten, die durch gepflegteste Hecken und Büsche, durch monotone Rasenteppiche, Einsatz von Insektiziden und ungenießbare Ziersträucher den Garten als Lebensraum für eine Vielzahl von Singvogelarten unbrauchbar machen.

Um den Vögeln am Futterhäuschen besseren Schutz zu bieten, ist es wichtig, rund um die Futterstelle eine große Anzahl an dichten, auch dornigen Büschen (z. B. Rosen) als Zufluchtsort anzupflanzen. Die Futterstelle muss auch gut übersichtlich für Singvögel angebracht werden, um dem Sperber keine Gelegenheit zu geben, schnell um eine Ecke oder aus einem Versteck heraus zuschlagen zu können.

Vogeljäger wie Sperber, Habichte und auch Wanderfalken sind besonders von Umweltgiften betroffen. So brachen die Bestände in den 1950er bis zu den 1970er Jahren ein. Vor allem Insektenvertilgungsmittel verursachten eine erhöhte Sterblichkeit. Als Kleinvogeljäger frisst der Sperber in erster Linie kleinere insektenfressende Singvögel und nimmt mit ihnen auch Insektenvertilgungsmittel auf. Erst ein Verbot biologisch kaum abbaubarer Gifte wie DDT ermöglichte unserem heimischen Vogeljäger auch in landwirtschaftlich intensiv genutzten Gebieten ein Comeback.