Występuje w większej część Europy od Anglii, północnej Hiszpanii, Francji na zachodzie przez kontynent do Polski i dalej Europy Wschodniej do Uralu, oraz od Włoch i Grecji po południową część Półwyspu Skandynawskiego. Gatunek osiadły.

Spotkać ją można w całym kraju, w tym w górach do 900 m n.p.m. Największa populacja w kraju zasiedla Sudety i Karpaty, a także północną część kraju. To drobny ptak z dużą głową, wielkości sikory modrej, choć mniejsza od wróbla.

Obie płci ubarwione jednakowo i podobnej wielkości. Upierzenie na wierzchu i skrzydłach brązowoszare, od spodu beżowo-białe. Na głowie obu płci jest błyszcząca granatowo-czarna czapeczka, ograniczona jest tylko do wierzchołku głowy, jedynie na podbródku widać maleńki czarny śliniaczek o ostrych krawędziach (u bardzo podobnej czarnogłówki matowa czapeczka sięga aż do krawędzi płaszcza, a śliniak jest szerszy, sięga do piersi i ma rozmyte brzegi). Białe policzki (ciemniejsze niż u czarnogłówki). Dziób krótki, czarny. Na pokrywach skrzydłowych nie ma przejaśnień. Ma ciemnoszary ogon, czarny dziób i tęczówki oczu oraz jasnoniebieskie nogi. Młode podobne do dorosłych, ale z matową czapeczką; już we wrześniu jednak wyglądają jak dorosłe (praktycznie nie da się ich odróżnić w terenie).

Pomimo bliskiego spokrewnienia z czarnogłówką nie odnotowano krzyżowania się tych dwóch gatunków. Różnice w terenie oprócz rysunku na głowie kryją się w braku podłużnego prążka na skrzydłach sikory ubogiej. Mimo to przy braku znajomości głosu obu gatunków lub gdy nie odzywają się, ich rozpoznanie bywa trudne. Z rysunku na głowie, który jest pomocny dla człowieka, ptaki mogą rozpoznać przedstawicieli swojego gatunku.

Zimą, podobnie jak u gili, wykazują tendencję do łączenia się w pary osobników tej samej płci. Jest mniej skryta i płochliwa niż czarnogłówka. Zwykle nie kryje się przed człowiekiem. To bardzo ruchliwy ptak przy szukaniu pokarmu, choć mniej towarzyski niż pozostałe sikory. Może przyłączać się do zimowych mieszanych stad złożonych z innych gatunków sikor, kowalików, mysikrólików, pełzaczy i dzięciołów, ale na krótko i na obszarze swojego terytorium. Jako gatunek osiadły nie podejmuje regularnych wędrówek, tym bardziej, że słabo lata. Gdy noc jest chłodna, sikora uboga może ją przespać schowana w pęku liści na gałęzi, w dziupli (choć nie musi być tą, w której się gnieździła). Schronić się może nawet pod ziemią w norze gryzonia.

Widne zarośla, lasy liściaste i mieszane na nizinach i pogórzu ze starodrzewiami, zwłaszcza dębowe i brzozowe. Preferuje skraje lasów, które sąsiadują z łąkami i starymi parkami oraz tereny podmokłe. Dawniej liczna w miejskich parkach, sadach, żywopłotach, ogrodach, zaroślach i alejach – obecnie gnieżdżą się tam tylko pojedyncze pary. W przeciwieństwie do sikory bogatki nie stara się przebywać w pobliżu siedzib ludzkich. To zachowanie utrzymuje się również zimą, stąd rzadko zalatuje do karmników, zwłaszcza jeśli znajdują się w obrębie miejskiej zabudowy. Jednak wszystkie gatunki sikory, które zimują w kraju odwiedzają te, które znajdują się na skraju lasu i w wiejskich ogródkach.
Ma inne wymagania środowiskowe niż czarnogłówka. Na danym obszarze, zwłaszcza w górach, zajmuje niższe położenia, a czarnogłówka - wyższe. To powoduje rozdzielenie terytorialne.

Chętnie zajmuje naturalne dziuple z wąskim otworem wejściowym, nawet tuż nad ziemią, a także budki lęgowe, zakamarki kory lub między korzeniami. Warstwę zewnętrzną lęgowiska budują z mchu, suchych traw, a czarkę wyściełają grubo piórami, sierścią, wełną i włosiem. Tworzone pary są monogamiczne.

Składa w kwietniu i maju 6–10 matowych białych jaj o czerwonym nakrapianiu w lęgu, podobne do jaj modraszki. Samica wysiaduje jaja 2 tygodnie. Młode, są karmione przez oboje rodziców. Pisklęta opuszczają gniazdo po 18–19 dniach.

Na terenie Polski gatunek ten jest objęty ścisłą ochroną gatunkową.