Vive esclusivamente nei grandi fiumi di pianura caratterizzati da forte corrente con ampia portata, fondo prevalentemente ghiaioso o a ciottoli con tane e nascondigli. Più raramente si trova nei tratti montani. Ha assolutamente bisogno di acque ossigenate e prive di qualsiasi forma d'inquinamento.
E' il maggiore dei salmonidi italiani, in quanto è in grado di raggiungere e superare i 10 kg e il metro di lunghezza. Il suo rivestimento è caratteristicamente marmoreggiato (da cui il nome) sia sul dorso che sui fianchi. Ha una testa grande e allungata e non presenta le macchie rosse tipiche della trota fario. Si riproduce in novembre e dicembre. La trota marmorata risente della massiccia presenza della trota fario, che viene copiosamente immessa nei fiumi, poichè si realizzano fenomeni d’incrocio tra le due specie, originando, così, degli ibridi con caratteristiche intermedie che minacciano l’integrità genetica della trota marmorata.
La maturità sessuale è raggiunta solitamente al terzo anno dai maschi (25-30cm) e al quarto dalle femmine (30-35cm), la riproduzione detta tecnicamente frega ha luogo tra ottobre e novembre con la deposizione delle uova che nel fiume in questione avviene principalmente in alveo. Gli avannotti si nutrono esclusivamente di placton fluviale in movimento, fino ad una taglia di 20 cm si nutre quasi esclusivamente di piccoli insetti per poi aumentare la dimensione delle sue prede mano a mano che aumenta di taglia, dopo circa cinque-sei anni raggiunge il chilo di peso circa e la sua dieta è costituita principalmente da altri pesci.