O falcão-peregrino mede entre 38 e 53 cm de comprimento, com uma envergadura de asas de 89-119 cm e peso de 0,6-1,5 kg, sendo as fêmeas maiores e mais pesadas que os machos e constituindo este o único dimorfismo sexual. A sua plumagem é característica, em tons de cinzento-azulado no dorso e asas; cabeça preta-cinza com "bigode" escuro e queixo branco; bico escuro com base amarela; patas amarelas com garras pretas riscada de negro na zona ventral. Os olhos são negros com anel amarelo e relativamente grandes. As asas são afiladas e longas.
O falcão-peregrino é um caçador solitário que ataca outras aves, em geral pombos ou pássaros, que derruba com as garras em voo picado e mata com o bico. É o animal mais rápido do mundo, com velocidade de mergulho que chega a atingir 320 km/h. Graças à sua eficiência enquanto predador, é um dos animais preferidos na arte da falcoaria. O falcão-peregrino é muita vezes vítima de outras aves de rapina que roubam as suas presas, à semelhança dos leopardos, que muitas vezes vêem a sua refeição assaltada por hienas. Como predador solitário, o falcão não pode arriscar morrer de inanição por ferimentos obtidos numa luta por uma presa já abatida.
Como ave que freqüenta ambientes urbanos atrás de presas como os pombos, o falcão-peregrino às vezes não pode consumir as aves que abate por conta do tráfego de pessoas e viaturas; em Santos, no litoral paulista, é comum achar pombos mortos abatidos por falcões-peregrinos migratórios (Falco peregrinus tundrius) e abandonados na via pública. Note-se também que, no que diz respeito à escolha de suas presas, o falcão-peregrino é oportunista, caçando quaisquer aves presentes na sua área de ocorrência: nos manguezais de Cubatão, por exemplo, caça inclusive exemplares juvenis de guará (Eudocinus ruber).
Reprodução:
Na época de reprodução, uma vez por ano, põe três ou quatro ovos num penhasco, directamente sobre o solo, sem fazer ninho. Os ovos são incubados pelo casal de pais ao longo de cerca de um mês.
O falcão-peregrino é muito sensível ao envenenamento com inseticidas organoclorados como o DDT, com os quais entra em contacto através da gordura de suas presas, e que provocam enfraquecimento da casca de seus ovos e esterilidade. O uso do DDT afectou gravemente as populações residentes na Europa ocidental e América do Norte durante as décadas de 1950 e 1960. A situação foi invertida com o banimento destes compostos das práticas agrícolas e pela liberação na natureza de indivíduos criados em cativeiro. Segundo Helmut Sick, este esforço de recuperação por liberação de animais criados em cativeiro (alguns mestiços de subespécies diferentes) reduziu a intensidade da migração de falcões do leste da América do Norte para o Brasil, já que parte das populações recuperadas perdeu o hábito migratório. Os falcões-peregrinos presentes no Brasil entre outubro e abril, durante o inverno boreal, pertencem à subespécie F. p. tundrius, mais ártica; outra subespécie norte-americana, F. p. anatum, é residente, não migrando para a América do Sul.
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