Jest niewiele większy od wróbla, długość ciała dochodzi do 19 cm, a rozpiętość skrzydeł około 32 cm. Drobna postura kontrastuje z dużą głową i potężnym dziobem - stąd też nazwa grubodzioba.

Wielkość samca i samicy jest podobna, ale samiec jest nieco intensywniej ubarwiony. Spód ptaka jest jasny, beżowy, grzbiet ciemnobrązowy, głowa również w odcieniach brązu, ale znacznie jaśniejsza. Oczy i dziób otacza czarna plama. Skrzydła są ciemne, z białym pasem i granatowymi lotkami. Ogon krótki zakończony białym kolorem.

Grubodzioby żyją w lasach liściastych, zakładają gniazda wysoko w koronach drzew. Do lęgu przystępują raz w roku - od maja do czerwca. Samica składa od 3 do 6 jaj. Pisklęta karmione są przez obydwoje rodziców.

Pożywienie grubodziobów jest dość urozmaicone. Ptaki żywią się nasionami drzew, pestkami owoców, owadami, gąsienicami. Masywny dziób z łatwością rozłupuje twarde pestki dzikiej wiśni i czereśni.