三趾啄木鸟在中国以内分布于内蒙古东北部呼伦贝尔盟，黑龙江小兴安岭，吉林省长白山，新疆西部喀什、天山和新疆西北部，青海东北部和南部，甘肃，四川北部、西部和西南部，云南西北部。中国以外分布于欧亚大陆、日本、阿拉斯加、加拿大和美国。

三趾啄木鸟雄鸟鼻须污灰色，末端杂以黑色。额灰白色，羽基黑色；头顶金黄色，羽基亦为黑色；眼先黑色，杂以灰白色羽端；眼后有一白色纵纹，向后延伸至颈侧。眉纹和耳覆羽亦为黑色，并沾蓝色光泽。颊纹白色，颚纹黑色，亦都延伸至颈侧。中部杂以白色羽端，后颈黑色而具蓝色光泽，并杂以白色细纹。背、腰白色而缀有黑纹。尾上覆羽和中央两对尾羽黑色，其余尾羽黑色而具宽阔的白色横斑和端斑。肩和翅上覆羽黑褐色，飞羽亦为黑褐色，杂以白斑，其中外翈白斑较小，略呈方形，内翈白斑较大，呈椭圆形或方形。初级飞羽具白色端斑，三级飞羽白斑大而显著，亦具白色端斑。颏、喉、前颈、上胸污白色，下胸、腹棕白色而杂以黑斑；两胁、覆腿羽及尾下覆羽黑色而具白色端斑。腋羽黑色，翼下覆羽白色而杂以黑色横斑。 三趾啄木鸟雌鸟和雄鸟相似，但额和头顶黑色而具白色羽端；眉纹、后头、后颈和耳覆羽黑色而具蓝紫色光泽。眼后耳羽间杂以白色纵纹并延伸至头侧后方；背中央白色，胸和上腹污白色，胸侧和两胁污白色，密杂以黑色斑块。下腹和尾下覆羽白色而杂以黑褐色横纹。其余同雄鸟。 三趾啄木鸟幼鸟和成鸟相似，但雄性幼鸟头顶黑色，仅具窄的杏黄色羽端，背白色，腰灰黑色而杂以白色斑点。 三趾啄木鸟嘴角灰色或褐灰色；跗蹠和趾黑褐色，仅3趾。爪暗褐色。幼鸟嘴蓝灰色，脚黑褐色。

三趾啄木鸟是典型的森林鸟类，除繁殖期成对外，常单独活动，繁殖后期亦见成家族群。多活动于森林的中上部，有时亦到地面活动和觅食。性活泼，行动敏捷，啄食迅速有力。多在枯枝上取食。平时较少鸣叫，繁殖期叫声似斑啄木鸟的“ga-ga-ga一”的单音节声，但较斑啄木鸟低沉而沙哑。主要以天牛成虫和幼虫、叩头虫、鞘翅目成虫和鳞翅目幼虫以及蚁科成虫等各类昆虫为食，有时也吃植物种子，特别是松子，尤其是在冬季食物贫乏的季节。