Poza okresem lęgowym widywany jest nad wybrzeżem Bałtyku, dość liczny nad Pilicą. Coraz liczniej widuje się go również na południu. Pod koniec XX wieku całkowitą liczebność szacowano na 900–1000 par lęgowych, w latach 2013–2018 już na 1500–2500 par lęgowych. Liczebność populacji zimującej w latach 2013–2018 szacowano na 21 900 – 46 300 osobników.
Samiec w szacie godowej (od grudnia do maja) ma głowę i górną część szyi czarną z zielonym, metalicznym połyskiem, pióra na głowie tworzą zaokrąglony czub na karku (lepiej go widać z boku). Szyja, spód i boki białe, grzbiet czarny z białymi, szerokimi pasami po bokach, ogon popielaty, skrzydła z wierzchu białe bliżej tułowia i czarne na krawędziach, od spodu białe z popielatymi lotkami pierwszorzędowymi. Dziób z hakiem na końcu, nogi czerwone. Na piersi nieraz lekki łososiowy nalot, początkowo intensywny, a zanikający wiosną. Ten różowy odcień znika u ptaków zestrzelonych i na okazach wypchanych. Kuper i pióra ogonowe szare.
Samica, samiec po pierzeniu w okresie spoczynkowym i młodociane mają rdzawą głowę i górę szyi z nastroszonym czubem. Na podgardlu ostro odgraniczona biała plama. Przód dolnej części szyi, pierś i brzuch białe, wierzch i ogon popielaty. Samica nie zmienia swego upierzenia w ciągu roku. Czub na głowie u samic jest okazalszy niż u samców. Skrzydła z wierzchu popielate z białym lusterkiem, od spodu białe z szarymi lotkami pierwszorzędowymi (dlatego w locie widać samca jako prawie całkowicie białego). Samiec w szacie spoczynkowej różni się od samicy białymi pokrywami skrzydłowymi. Młode rozpoznaje się po krótszych czubkach.
Samiec w okresie godowym ma charakterystyczne ubarwienie, łatwe do rozpoznania. W identyfikacji pomaga też sylwetka o wydłużonym ciele, dłuższej od innych kaczek szyi i dużej głowie przechodzącej płynnie w szeroki dziób. Nurogęś podobna jest do szlachara, ale ogólnie jaśniej ubarwiona. Samiec ma białą pierś (u szlachara jest ona rdzawa, czarno plamkowana), samica jest bardziej szara i ma wyraźną granicę między rdzawobrunatną głową a białymi gardłem i szyją. Ponadto zarówno kaczor, jak i kaczka mają czerwony i wyższy dziób. Oprócz tego górna szczęka jest zakrzywiona i nozdrza inaczej umieszczone. Inne jest też upierzenie wokół dzioba.
Rozmiary: długość ciała ok. 57–70 cm, rozpiętość skrzydeł ok. 82–97 cm, masa ciała ok. 1100–2000 g.
Zamieszkuje czyste, bieżące lub stojące wody w lasach lub górach – okolice wielkich i rybnych jezior oraz rzek o zadrzewionych brzegach. Preferuje lasy liściaste i mieszane, ale korzysta też z kęp i samotnych drzew. Poza okresem lęgowym przebywa nad wszelkimi płytkimi zbiornikami.
Pokarm ptraka to drobne ryby słodkowodne i morskie oraz inne drobne zwierzęta wodne pełniące rolę tylko uzupełniającą jak mięczaki, skorupiaki, owady i ich larwy, które łowi nurkując.
Na dziobach nurogęsi znajdują się poprzeczne rogowe ząbki, które wraz z jego zagięciem na końcu powodują, że mogą łatwo chwytać śliskie i zwinne ryby. Najpierw zanurza głowę i wypatruje małych ryb do 10 cm długości (może nawet łapać ćwierćmetrowe), wybierając te najliczniejsze. Przewaga rybiej diety jest nietypowa w porównaniu z innymi gatunkami kaczek. Nurogęś poluje pojedynczo lub grupowo. Podczas nurkowania może osiągnąć 4 metry głębokości i być pod wodą około minutę. Przez to, że posługuje się wzrokiem przy żerowaniu, nie wybiera mętnych jezior. Jesienią duże stada (do kilku tysięcy) polują zespołowo na jeziorach. Spotkać je można też w stadach z innymi kaczkami.
Grupowe toki kaczory zaczynają w grudniu na zimowiskach, ale ich szczyt ma miejsce po przybyciu na lęgowiska. Wyprostowane samce pływają tam i z powrotem. Wyciągając dziób i głowę do góry, stroszą jednocześnie pióra wierzchu głowy. W czasie toków słychać metaliczne „kerr kerr” samca i chrapliwą odpowiedź samicy „karr”. Czasem też wydają kwaczące odgłosy. Samice już zimą dążą do kopulacji, kładąc się płasko na wodzie. Pomimo tego zachodzi ona dopiero na wiosnę. Na lęgowiska przybywają od marca. Pary są monogamiczne.
Gniazdo zazwyczaj w dziupli (często dzięcioła czarnego), nawet kilkanaście metrów nad ziemią. Czasem, gdy brakuje gotowych dziupli – w szczelinach skalnych, wykrotach, norach, spróchniałych pniach, dziurawych murach opuszczonych budynków, wieżach kościelnych lub odpowiednich budkach lęgowych. Zdarza się, że zajmują gniazda ptaków drapieżnych lub krukowatych nawet o kilometr od wody. Nurogęś używa tego samego gniazda przez parę lat, a odnotowano nawet użytkowanie przez 40 lat. Miejsca na gniazdo szuka kaczka. Nie są to wtedy ptaki towarzyskie: na 2 km wybrzeża, rzeki lub jeziora można znaleźć nie więcej niż 2 pary.
W ciągu roku wyprowadza jeden lęg, składając w marcu–maju 6 do 17 jaj w kolorze od kości słoniowej po bardzo bladocielisty. Jaja wysiadywane są przez okres 30–35 dni przez samicę.
Pisklęta zaczynają opuszczać gniazdo po 24–48 godzinach, wyskakując z niego o własnych siłach, z wyciągniętymi nogami oraz rozpostartymi skrzydełkami, i idą z matką nad wodę. Nawet jako dwu-, trzydniowe pisklęta bardzo dobrze nurkują, ale kiedy się zmęczą, wdrapują się na matczyny grzbiet, bo samica pływa obok nich. Same jednak potrafią pobierać pokarm, głównie skorupiaki i owady, potem coraz częściej ryby. Usamodzielniają się podczas pierzenia w wieku 60–70 dni. Nie wszystkie pisklęta dożywają tego czasu, przyczynami mogą być: wysoki poziom wód, zimna pogoda oraz drapieżnictwo kun i szczupaków. Ze względu na to, że część nurogęsi jest wędrowna, to ptaki te opuszczają lęgowiska, gdy woda zaczyna zamarzać, czyli w październiku i listopadzie.
Liczebność światowej populacji, według szacunków z 2015 roku, mieści się w przedziale 1,7–2,4 miliona osobników. Globalny trend liczebności nie jest znany. W Polsce nurogęś objęta jest ścisłą ochroną gatunkową, wymaga ochrony czynnej.