Длина тела белки-летяги 135-205 мм, хвоста 90-140 мм, ступни 30-39 мм, уха 15-21 мм. Передние и задние конечности соединены идущей по бокам тела складкой кожи, покрытой волосами, играющей роль парашюта и частично несущей поверхности при прыжках. Спереди она поддерживается особой косточкой, отходящей от запястья и приблизительно равной по длине предплечью. Хвост длинный, опушен густыми, но менее длинными, чем у белки, волосами.
Глаза, в связи с сумеречным и ночным образом жизни, большие и выпуклые. Шерсть тонкая и мягкая, окраска светло-серая с различным преобладанием охристых, бурых или ржавчатых тонов, особенно в окраске летнего меха.
Носовая часть черепа обыкновенной летяги укорочена, длина диастемы равна длине коренных зубов, или немного больше; длина резцовых отверстий больше половины длины диастемы. Барабанные камеры относительно велики: длина их приблизительно равна заглазничной ширине. Межглазничная область желобообразно углубленная посередине. Форма коронок коренных зубов, как у обыкновенной белки, но валики жевательной поверхности распадаются на большее число бугорков, отчего строение ее более сложное.
В связи с приспособлением к лазанию, у летяги, как и у белки, наблюдается удлинение костей конечностей, особенно голени и предплечья; малая берцовая и локтевая кости значительно редуцированы и в их нижнем отделе, соответственно на половину и 1/3 длины неподвижно соединены с большой берцовой и локтевой костями.
Северная граница распространения проходит через Кольский полуостров, идет около 65° с. т., огибает тундру и проходит по Кулою, Мезени и Печоре (около 66° с. ш.); на Урале - до р. Сыни. Пересекает Енисей приблизительно под 62° с. ш. и в Заенисейской Сибири приблизительно совпадает с северной границей леса, доходя до Чукотки. На Камчатке и Курилах отсутствует, но обычна на Сахалине и Шантарских островах. Южная граница в общих чертах совпадает с границей лесостепи на востоке и широколиственных лесов - на западе, проходя приблизительно по линии Вильнюс-Борисов-Минск-Полоцк-Дорого-буж-Москва-Казань-Елабуга-левый берег р. Белой - на Урале 52° с. ш. - лесостепь Зауралья - правобережье Иртыша-Алтай-Саяны и, за исключением степного Забайкалья, до юго-восточных и восточных границ СССР. Кроме того водится в северо-восточной Германии и северной Скандинавии, а также в северной части Монгольской Народной Республики, в Корее и северо-восточном Китае.
Находки остатков четвертичного возраста известны из Забайкалья и алтайских пещер.
В связи со скрытностью образа жизни и сравнительной малочисленностью, особенно в западной части ареала, биология белки-летяги мало известна. В зоне хвойной тайги встречается реже, чем в широколиственном и смешанном лесу, где при распространении к северу придерживается, главным образом, речных долин; в Сибири обычна в высокоствольных лиственничниках. Открытых гнезд не делает, а селится в дуплах, строя в них на зиму гнезда шарообразной формы; реже занимает старые беличьи.
Ведет ночной и сумеречный образ жизни; днем встречаются главным образом полувзрослые зверьки в период расселения. На землю спускается реже, чем белка, и уступает ей здесь в быстроте и ловкости движений, однако лазает быстрее ее по стволам деревьев, цепляясь за неровности коры короткими, но круто изогнутыми и острыми когтями. Остановившись при движении по стволу, поворачивается несколько наискось, головой вниз, закидывая хвост за спину. В таком положении может долго оставаться неподвижной, мало отличаясь на расстоянии от темных наростов на коре. По тонким веткам передвигается, подвешиваясь к ним снизу. Характерно передвижение планирующим полетом по нисходящей растянутой параболической кривой на расстояние 30- 35 м по прямой. Может легко изменять направление полета, иногда под углом в 90°, пользуясь при этом хвостом в качестве руля. Вероятно, имеет лишь один помет в году; молодых - более 4 не наблюдалось. Голос - стрекочущий писк, а при раздражении - урчание и отрывистые, цокающие звуки, более резкие, чем у белки.