Tučňák císařský je nejvyšší a nejtěžší ze všech tučňáků. Je endemitem Antarktidy. Samec má stejné zbarvení peří jako samice, bývá však o něco vyšší a těžší. Obecně druh dosahuje výšky až 122 centimetrů a váhy mezi 22–45 kilogramy. Hřbet a hlavu má černou, břicho bílé a okolí uší žluto-oranžové. Jako všichni ostatní tučňáci je nelétavý a jeho křídla jsou tuhá a zploštěná v ploutve.

Jako všichni tučňáci má také tučňák císařský hydrodynamický tvar, který minimalizuje odpor vody při plavání, a křídla přeměněná na tuhé ploché ploutve. Jazyk má opatřený háčky orientovanými směrem dozadu, takže brání úniku lapené kořisti. Samci a samice jsou téměř stejně vysocí a mají totožné zbarvení. Na hlavě, bradě, krku, zádech, ocasu a hřbetu ploutví má tento druh černé opeření. Na břiše a spodku křídel je bílý a v horní části hrudi začíná peří přecházet do světle žluta.

Protože tučňák císařský nestaví žádné hnízdo, které by mu sloužilo ke znovunalezení svého partnera nebo mláděte, musí spoléhat na zvukovou komunikaci. Používá složité směsice zvuků, které jsou pro rozpoznání rodičů, mláďat a partnerů zásadní. Zřejmě disponuje nejrozmanitějšími zvukovými signály ze všech tučňáků. K dorozumívání používá dvou kmitočtových pásem naráz.

Tučňák císařský sexuálně dospívá ve věku asi tří let a většinou se začne rozmnožovat o jeden až tři roky později. Rozmnožovací cyklus začíná na počátku antarktické zimy, což je v březnu nebo v dubnu, kdy se všichni dospělí jedinci v koloniích přemisťují z moří do hnízdišť. Při tom urazí vzdálenost 100–160 kilometrů. Zdá se, že se začínají hýbat spolu se zkracováním denní doby – úspěšně se k rozmnožování podařilo přimět jedince chované v zajetí pomocí systému osvětlení, který napodoboval změny délky antarktického dne.