Der Schwarzhalsschwan erreicht eine Größe von 1,02 - 1,24 m, eine Flügellänge von 4 - 4,5 m, eine Beinlänge von 78 - 88 cm und eine Schnabellänge von 7 - 8,5 cm. Das Weibchen hat ein mittleres Gewicht von 4 kg und das Männchen 5,4 kg. Das Männchen ist insgesamt etwas größer als das Weibchen und hat einen längeren Hals. Das Gefieder an Kopf und Hals ist schwarz und am übrigen Körper weiß gefärbt. Der Schnabel ist blaugrau mit rosaweißem Nagel. Die federlose Gesichtshaut und der große Höcker vor der Stirn sind rot. Die Füße sind rosa und die Augen dunkelbraun. Da die Beine für die Körpergröße eigentlich zu kurz sind, gehen die Tiere an Land sehr schwerfällig. Aus dem gleichen Grund haben sie große Probleme beim Start und bei der Landung.
Die Schwäne leben in Süßwassersümpfen, flachen Seen, Küstenlagunen, Flußmündungen und geschützten Meeresbuchten im südlichen Südamerika. Die südlicheren Populationen ziehen im Winter weiter nach Norden. Im Gegensatz dazu sind die nördlicher lebenden Vögel ortstreu.
Das Brutgebiet erstreckt sich von Feuerland und den Falklandinseln an nordwärts bis Mittelchile, Südparaguay und Südostbrasilien. Die Brutzeit liegt, je nach geographischer Lage, zwischen Juli und Mitte September. Während der Brutperiode leben die Schwäne sehr territorial und werden aggressiv gegenüber Artgenossen. Die Nester befinden sich an Seen in der dichten Ufervegetation, auf kleinen Inseln oder aufgeschichtet im Wasser. Nach dem Schlüpfen tragen die Eltern die Küken auf dem Rücken mit sich herum. Am Ende der Brutsaison sammeln sich die Schwarzhalsschwäne in Gruppen von bis zu 6.000 Tieren, um sich zu mausern. Im März und April wandern sie weiter nach Norden.
Die Nahrungssuche erfolgt überwiegend im flachen Wasser. Sie besteht aus Algen und Wasserpflanzen und wird mit tief eingetauchtem Kopf und Hals an die Oberfläche geholt.