Longueur (T+C) : 4,8-7,0 cm. Longueur avant-bras : 3,71-4,60 cm. Envergure : 24-28 cm. Poids : 8-18 g. Dents (32) : I2/3, C1/1, P1/2, M3/3. Echolocation (pic d'énergie) : 27-30 kHz.

Sa silhouette rappelle celle de la Sérotine commune. Ses oreilles sont courtes avec 5 plis sur le bord postérieur. Les tragus sont courts et arrondis. Les ailes sont larges. Le pelage dorsal est brun sombre, long, ébouriffé et soyeux avec des reflets dorés sur la tête et le haut du dos. Le pelage ventral est brun-jaune. Un collier de poils plus clairs est parfois apparent au niveau du cou et de la nuque. La face, les oreilles et les membranes alaires sont noires.
Elle peut se confondre avec la Sérotine commune et la Sérotine bicolore.

Crépusculaire et nocturne, elle se met en chasse à la tombée de la nuit durant 1 à 3 heures puis juste avant l'aurore. A partir de mi-novembre, elle entre en léthargie et hiberne jusqu'à la mi-mars, seule ou avec deux ou trois autres individus dans une même cavité mais isolés les uns des autres. Lors de la mise-bas, des colonies de 10 à 50 femelles se forment parfois en mixité. avec des sérotines communes, murins à moustaches ou pipistrelles pygmées. La femelle donne naissance à un jeune, parfois deux, entre mi-juin et fin juillet. Le développement des jeunes est très rapide : ils sont capables de voler à 3 semaines. Fidèles à leur lieu de naissance, les femelles y reviennent d'une année sur l'autre. La plus vieille Sérotine de Nilsson connue avait presque 22 ans.

Opportuniste, elle se nourrit d'insectes volants mais montre une nette préférence pour les petits Diptères Nématocères. L'essentiel de ces proies mesurent entre 3 et 30 mm. Ses proies secondaires sont de gros Diptères, des Coléoptères, des fourmis… Elle chasse en habitat relativement ouvert, dans des espaces non encombrés, régulièrement au sein des villages autour des éclairages publics alors qu'elle est quasi absente des monocultures.

Espèce boréale, elle vit dans les milieux riches en forêts, de la plaine à la montagne jusqu'à 2000 m. mais est aussi très liée aux villages et aux petits bourgs qu'elle semble affectionner tout particulièrement. En hiver, elle gîte préférentiellement dans les caves, grottes, mines, bunkers et glacières. En été, elle gîte généralement dans divers fissures offertes par les constructions, elle fréquente alors assez rarement les cavités arboricoles.

Extrait de l'ouvrage : ARTHUR L. & LEMAIRE M. 2009. Les Chauves-souris de France, Belgique, Luxembourg et Suisse. Biotope, Mèze (Collection Parthénope); MNHN, Paris, 544p.

Audrey Savouré-Soubelet(UMS 2006 Patrimoine Naturel (AFB / CNRS / MNHN)), 2014