В море тело горбуши окрашено в серебристый цвет, на хвостовом плавнике много мелких темных пятнышек. В реке окраска меняется: темные пятна покрывают спину, бока и голову, ко времени нереста голова и плавники становятся почти черными, а все тело приобретает коричневый цвет, кроме брюха, которое остается белым. Особенно сильно изменяются пропорции тела: у самцов на спине вырастает огромный горб, челюсти удлиняются и искривляются, на них вырастают сильные зубы.
Горбуша – сравнительно мелкий лосось, она редко достигает 70 см в длину и веса 5,5 кг, но мелкие размеры компенсируются массовостью.
Живет горбуша 1,5 года, на втором году почти вся становится половозрелой. Поэтому поколения четных и нечетных лет генетически изолированы почти полностью. Ход в реки на нерест происходит летом и осенью. В начале хода преобладают по численности самцы, в конце хода – самки. В целом, соотношение полов близко 1:1. Массовый нерест происходит на 1 – 1,5 месяца позже начала хода в реки. По рекам горбуша поднимается не очень высоко. Обычно в реки на нерест идет горбуша длиной от 30 до 65 см, с преобладанием особей длиной 40 – 60 см, массой 1,5 – 2,5 кг. Как правило, в годы высокой численности размеры рыб меньше, чем у малочисленных поколений на 2,5 – 6 см.
Нерестилища располагаются по рекам обычно значительно ближе к морю, чем у кеты и других лососей, в результате миграционный путь к нерестилищам значительно короче. Нерестится на перекатах с галечно-песчаным грунтом и быстрым течением. Температура воды во время нереста от 5 до 15°С. Насыщенность кислородом не ниже 40% от полной. К нерестилищам горбуша подходит уже со зрелыми половыми продуктами и в брачном наряде. Каждая самка откладывает икру в 2 – 3 гнезда, которые образуют один нерестовый бугор площадью 1,2 – 2,0 кв.м. Плодовитость в целом колеблется от 800 до 2400 икринок. Икра горбуши крупная (5,5— 8 мм в диаметре).
После нереста все производители погибают. Через 2 – 3 месяца после гибели родителей из икринок выходят мальки, остающиеся в бугре до весны. Весной они скатываются в море, достигнув 3—3,5 см длины. В море горбуша активно питается. Рацион горбуша состоит из мелкой рыбы, мальков (30%) и ракообразных (50%). Поэтому она растет и созревает необычайно быстро: через 18 месяцев после ската в море она уже возвращается в реки, чтобы отложить икру и погибнуть. Зимует она в тех районах, где температура на поверхности не снижается ниже 5°С. Это обстоятельство, по-видимому, также способствует ее быстрому росту. Уловы горбуши, как правило, периодически колеблются. Цикл жизни горбуши длиться два года, что характеризуется большими перепадами в количестве нерестующих рыб в четные и нечетные годы. Замечено, что чем интенсивнее облавливается горбуша, тем менее резки колебания ее цикличности. Горбуша - массовый объект промысла. Горбушу, как и других тихоокеанских лососей, неоднократно пытались акклиматизировать в других местах земного шара, но успехи были незначительными. В 1956 г. была начата перевозка икры сахалинской горбуши в реки Мурманского и Карельского побережья. Вышедших из икры мальков выпускали в реки, текущие в Баренцево и Белое моря. Сначала молодь в новых условиях погибала; только когда применили подкорм и стали выпускать уже подросшую молодь, в 1960 г. горбуша в массе пришла в реки на нерест, что не могло не сказаться на популяции семги. На новом месте она стала гораздо крупнее и жирнее. Часть горбуши зашла на нерест в реки Норвегии, где ее назвали «русской семгой». Но в последующие годы подходы горбуши на европейском севере были невелики.