L'apertura alare oscilla tra i 5,5 e i 7 cm[4][5]. Le ali anteriori hanno una forma caratteristica, con i bordi simili a quelli di una capasanta; il colore di fondo è un bruno rosato, più scuro verso i margini e con due macchie centrali verdi o marroni, di dimensioni e forma variabili (a volte unite in un'unica banda)[5][6]. Le ali posteriori sono più semplici, di colore marrone o grigio sfumato[6]. Gli adulti presentano un marcato dimorfismo sessuale: le femmine sono un po' più grandi, dai colori meno vividi e più tendenti al bruno, mentre nei maschi tendono decisamente al verde; diverso è anche l'addome, che nelle femmine è ben dritto, gonfio e corto, mentre nei maschi è più snello e nettamente arcuato[7][6].
È una specie di taglia e colorazione molto variabili, comunque inconfondibile rispetto alle altre sfingidi[7][6]; sono registrate diverse forme, tra cui:
Le uova sono di forma ovale, color verde pallido, marroncino dopo alcuni giorni, grandi 1,75x1,4 mm[7]. I bruchi sono solitamente verdi, con striature o macchie gialle o rosse ai lati e un corno blu sul retro; maturando, il colore vira verso un grigio, marroncino o violetto piatto[6][5]; alla nascita, il bruco misura circa 6 mm, mentre nelle fasi finali può raggiungere i 55-65 mm[7]. La pupa è lunga 30-35 mm, marrone scuro leggermente tendente al rossiccio[7].
Come si evince dal nome, la pianta ospite prediletta da questa falena è il tiglio, ma si riproduce anche su frassino, olmo, betulla, ontano, ciliegio, castagno e acero[7][6][4][5]. Gli adulti non si nutrono[8]; il loro orario di attività è ridotto, limitato a solo un paio d'ore dopo il tramonto[7], e sono spesso attratti dalla luce[6][5]. In Europa settentrionale, dove il ciclo vitale è univoltino, appaiono da fine maggio a inizio giugno, mentre in Europa meridionale, dove è bivoltino, a maggio e ad agosto[7].
Gli adulti sostano generalmente in alto sugli alberi, dove avviene anche l'accoppiamento; nella copula, le due falene si mettono addome contro addome, con il maschio rivolto verso il basso, e rimangono in questa posizione per anche venti ore[7]. La femmina depone fino a 130 uova, che sono già formate quando sfarfalla, sul lato inferiore delle foglie della pianta ospite, generalmente a coppie[7]; esse si schiudono dopo circa due settimane, e i bruchi rimangono a nutrirsi nella parte alta della chioma. In autunno, a maturazione raggiunta, discendono al suolo e cercano un luogo in cui impuparsi nel terreno, svernando in questa forma[4].
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