Zasięg geograficzny gatunku obejmuje północną i środkową Eurazję, od Anglii, przez wschodnią część Syberii, po północno-wschodnie Chiny i północną Koreę. Zasięg występowania w środkowej Azji dochodzi do południowej części Rosji, Kazachstanu i północnej Mongolii.
Cietrzew zamieszkuje strefę lasów i lasostepu. Preferuje obszary podmokłych łąk, torfowiska, wrzosowiska i nieużytki. Występuje w lasach o luźnym zadrzewieniu (drzewa iglaste, brzozy, olchy, wierzby) na terenach podmokłych sąsiadujących z terenami otwartymi i półotwartymi.
W Polsce cietrzew to skrajnie nieliczny ptak lęgowy. Występuje wyspowo, w kilkunastu oddzielnych ostojach w północno-wschodnich i wschodnich regionach kraju. Można go jeszcze spotkać na Mazurach i Dolinie Biebrzy, w Sudetach (Karkonosze i Góry Izerskie) oraz w Karpatach Zachodnich (Torfowiska Orawsko-Nowotarskie, Tatry).
Cietrzew to gatunek dużego ptaka z rodziny kurowatych. Jest prawie takiej wielkości jak kura domowa.
Ptaki te maja krępy tułów, niezbyt długą szyję i stosunkowo krótkie skrzydła. Głowa jest nieduża, a krótki i gruby dziób barwy czarnej lub ciemnoszarej.
Występuje wyraźny dymorfizm płciowy. Samiec może mieć 65 cm długości ciała, 95 cm rozpiętości skrzydeł i ważyć nawet 1,9 kg. Jest bogato ubarwiony: czarny z granatowym, metalicznym połyskiem. Skrzydła są ciemnobrązowe z dwiema białymi pręgami. Pokrywa podogonowa (czasem podłużnie nakrapiana czarnymi cętkami) i podskrzydłowa również są białe. Sterówki sierpowate i wygięte do zewnątrz. Nad okiem widać wyraźny czerwony fragment gołej skóry, tzw. różę, która w okresie godowym wyraźnie się powiększa. Ogon w kształcie liry odróżnia go od pokrewnych gatunków. Koguty siwo-brązowe nogi, upierzone aż po palce. Podobnie jak głuszec, cietrzew ma nawet na palcach małe piórka, które pomagają w chodzeniu zimą po śniegu.
Samica cietrzewia (cieciorka) jest znacznie mniejsza i ubarwiona ochronnie. Wierzch ciała jest brunatny z gęstym poprzecznym, rdzawym prążkowaniem. Spód i boki jaśniejsze, a prążkowanie mniej regularne. Podogonie białe, ogon wcięty. Samice osiągają do 75% masy ciała samca. Długość ich ciała wynosi do 45 cm, a rozpiętość skrzydeł do 75 cm. Młode są upierzone podobnie do samicy.
Cietrzewie prowadzą osiadły, dzienny tryb życia. Są samotnikami, z wyjątkiem samic z młodymi. W jednopłciowe grupy łączą się tylko w okresie jesienno-zimowym.
Terytorializm wykazują tylko w okresie godowym. Areał 1 samca może mieć ponad 10 ha. Toki samców są gromadne i odbywają się przed świtem na ziemi lub drzewach od końca marca do połowy maja, na terenach otwartych (torfowiska, pola lub łąki). Zbiera się wtedy zwykle kilka-kilkanaście kogutów. Cietrzewie szybko biegają, wydając głośne okrzyki, po których następują długie modulowane odgłosy (tzw. bełkotanie i czuszykanie). Rozkładają też wachlarzowato ogon, unosząc go prostopadle do ziemi, opuszczają skrzydła, wyciągają poziomo szyję i stroszą pióra. Co jakiś czas w tej postawie podskakują, podfruwają lub wzlatują. Próbują w ten sposób przestraszyć rywali i zaimponować kurom. Te przylatują na tokowiska o wschodzie słońca .
Gniazdo cietrzewia to dobrze ukryte płytkie zagłębienie wygrzebane w ziemi, wysłane źdźbłami, liśćmi i mchem. Często znajduje się nawet kilka kilometrów od tokowiska.
Wysiadywaniem jaj i opieką nad potomstwem zajmuje się tylko samica. Wyprowadza 1 lęg w roku, między IV a VI. Znosi 6-14 żółto-rdzawych jaj z brązowym plamkowaniem.
Inkubacja trwa 23–28 dni. Młode są zagniazdownikami. Wodzone przez kurę szybko dojrzewają – już po około 10–14 dni od wyklucia mogą latać na niewielkie odległości. Dojrzałość płciową osiągają w pierwszym roku życia.
Żerują rano i wieczorem. W południe odpoczywają. Noc spędzają na drzewach lub – częściej – na ziemi. Zimą wydrapują w śniegu jamki.
Dorosłe cietrzewie żywią się głównie roślinami – ziołami, trawami, mięsistymi owocami leśnymi, nasionami, młodymi pędami, pąkami i liśćmi drzew, kwiatostanami, orzechami buku i żołędziami. Jednym z przysmaków cietrzewi są pąki brzozy. Zimą podstawowym pokarmem stają się igły i pąki drzew iglastych, pąki olch i brzóz oraz ich kotki. Latem zbierają duże ilości bezkręgowców, głównie owadów (mrówki) i ślimaków, które stanowią z kolei podstawę wyżywienia piskląt, zwłaszcza w pierwszych 2 tygodniach życia. Wyszukuje je samica, czasem wygrzebuje je w ziemi. Młode po dorośnięciu przechodzą na pokarm roślinny, a bezkręgowce stają się tylko uzupełnieniem diety. Cietrzewie żerują przez cały dzień, a w nocy śpią na drzewach.
W Czerwonej księdze gatunków zagrożonych IUCN cietrzew uznawany jest za gatunek najmniejszej troski (LC – Least Concern). Globalny trend liczebności populacji uznawany jest jednak za spadkowy.
Cietrzew jest także wymieniony w I, II i III załączniku dyrektywy ptasiej. Został uznany za gatunek silnie zagrożony wyginięciem w wyniku zmian siedliskowych w lasach, gdzie dokonuje się zalesianie obszarów śródleśnych lub osusza się torfowiska. Są to ptaki wrażliwe na niepokojenie, zmiany klimatyczne i konkurencję ze strony innych gatunków np. bażantów. Dużym zagrożeniem są też drapieżne ssaki, zwłaszcza lisy oraz coraz liczniejsze w Polsce szopy pracze i jenoty. Nie tylko zmieniający się biotop, ale i dieta powoduje zmniejszenie populacji cietrzewia. Na terenach jego występowania zanikają borówka brusznica i czarna, jałowce i maliny.
Choć do końca XIX wieku cietrzew był dość mocno rozpowszechniony na terenie Polski, gwałtowny spadek liczebności od połowy lat 70. spowodował, że obecnie jest objęty ochroną gatunkową ścisłą i wymaga ochrony czynnej. Wokół tokowisk cietrzewi od 1.02 do 31.08 obowiązuje strefa ochronna w promieniu do 500 m. Ponadto od 1.12 do 1.03 strefę ochronną stanowi też obszar, na którym ptaki przebywają w okresie zimowym wraz z obszarem w promieniu do 200 metrów od niego. Gatunek jest umieszczony na Czerwonej liście ptaków Polski jako gatunek zagrożony (EN).
W 2017 r. Lasy Państwowe rozpoczęły realizację „Programu czynnej ochrony cietrzewia na gruntach w zarządzie Lasów Państwowych”. W jego realizację zaangażowało się 17 nadleśnictw z 5 Dyrekcji Regionalnych Lasów Państwowych (Białystok, Lublin, Olsztyn, Radom i Wrocław). 18 czerwca 2018 r. w ramach tego programu otwarto w nadleśnictwie Spychowo ośrodek hodowli cietrzewi. Młode, odchowane ptaki w części wypuszczane są na wolność w różnych lasach, celem odbudowy dzikiej populacji.
