Teste 1–3 m hosszú, tömege ennek megfelelően 100–800 kg.
A barna medve a gyakorlatban tipikus mindenevő; megeszik gyakorlatilag mindent, legyen az fű, gomba, gyökér, erdei gyümölcs, éppen rovar, kisemlős vagy szarvas méretű zsákmány. Nyáron elsősorban növényeket, terméseket és hagymákat fogyaszt. A táplálék után kutatva előszeretettel ássa ki az üreglakó állatokat, mint például az egereket, mormotákat. Étrendjében kiemelt helyen szerepelnek azízeltlábúak, így például a molyok lárvái, a mézet pedig közmondásosan kedveli. Ezek a protein- és zsírforrások különösen ősszel, a téli nyugalmi időszaka előtt fontosak, amikor tartalékokat halmoz fel a kemény hónapokra. A dögöt sem veti meg. Egyes alfajai eltérő mértékben vadásznak nagyobb állatokra – a grizzly például nemcsak a jávorszarvast, de alkalmanként még a fekete medvét is elejti. Más barna medvék csak ritkán vadásznak, és főként növényeket (terméseket, fűféléket) esznek. Elsősorban az észak-amerikai medvék ismertek arról, hogy súlyos vámot szednek a vándorló lazacokból. Egy-egy kedvező folyószakaszon több medve is összegyűlik, hogy a vízben állva kapkodják ki az árral birkózó halakat. Több esetben megfigyelték a barna medvék kannibalizmusát: főleg az idősebb hímek hajlamosak arra, hogy felfalják a fiatalokat. Természetes ellensége gyakorlatilag nincs: egyedül a szibériai tigris tekinti időnként zsákmányállatának, de az ilyen összeütközés ritka. A tigris kisebb termetű alfajait épp ellenkezőleg, a barna medve öli meg időnként.
A barna medve bármelyik napszakban lehet aktív, de rendszerint reggel és este táplálkozik, a nap többi részét pedig fedezékében tölti. Ehhez többnyire egy mélyedést ás magának, és belefekszik. Több száz kilométereket is bekóborol egy év alatt, mindig az adott évszakban legtöbb táplálékot kínáló területeket keresve.
A barna medvékre nem jellemző a territoriális viselkedés; az egyedek útvonalai gyakran átfedik egymást. Alapvetően magányos állatok, de a bő táplálékforrásoknál (mint a föntebb említett lazachalászatnál vagy a gazdagabb áfonyásokban) többen is összegyűlhetnek. Ilyenkor több korosztályból álló családi csoportok alakulnak ki, és ezekben viszont már megfigyelhetőek az egyedi erőn alapulódominancia-viszonyok. A legerősebb hímek a legmagasabb rangúak, bár a bocsaikat védő nőstények a legagresszívabbak.
A téli nyugalmi időszak a tél elején kezdődik, és a helyi viszonyoknak megfelelő ideig tart (a melegebb vidékeken el is maradhat). A nyugalomra vonuló medve (leginkább nagy kövek, vagy óriásfák gyökerei közé) odút ás, majd száraz növényekből bealmol magának. Nem ritkán több, egymást követő évben ugyanazt az odút használja. A nyugalmi időszakban nem hibernálódik, és gyakran felébred, ezért ez nem is igazi téli álom, mint egyes rágcsálóknál, hüllőknél és kétéltűeknél. Télen testsúlyuk jelentősen (akár a negyedével is) csökken, ezért tavasszal igyekeznek mielőbb regenerálódni.