38 cm de longueur (sans les filets), 90-95 cm d'envergure.

Plumage entièrement blanc, petit masque noir formant une virgule en avant de l'œil et motif noir sur le dessus des ailes, avec une barre alaire et un panneau sur les rémiges primaires externes. Deux très longs filets blancs, dépassant la longueur du corps, dépassent de la queue courte. Bec jaune vif, assez fort et pointu. Pattes palmées noires. Le jeune est finement barré de noir sur le dessus, le bec est gris jaunâtre à pointe sombre.

Identification relativement aisée.

Le Phaéton à brins rouges (Phaethon rubricauda), plus grand, est entièrement blanc avec le bec et des filets rouge vif. Chez le juvénile, les couvertures primaires sont marquées de noir, tandis qu'elles sont blanches chez le Phaéton à bec jaune. Le Phaéton à bec rouge (Phaethon aethereus) a un bec rouge et le dessus vermiculé de noir en plumage adulte.

Se nourrit de poissons, céphalopodes et crustacés capturés en plongeant de haut. Vol décidé et gracieux, battements d'ailes légers et rapides à la manière des sternes. Cercle souvent dans les courants thermiques ascendants au-dessus de la mer et des colonies. Nid installé au sol à l'abri, où un œuf unique est pondu, l'incubation durant 6 semaines et l'élevage du jeune environ trois mois.

Oiseau pélagique nichant sur des îles rocheuses ou des îlots coralliens isolés. La sous-espèce dorotheae se rencontre dans l'ouest du Pacifique tropical, entre la Nouvelle-Calédonie et Hawaï.