Die Brandseeschwalbe ist größer als eine Flussseeschwalbe, man erkennt sie am schwarzen Schnabel mit gelber Spitze und im Prachtkleid an den schwarzen Hinterkopffedern, die sie manchmal sträubt. Im Schlichtkleid ist die Stirn weiß gefärbt. Die Beine sind ebenfalls schwarz, der Schwanz ist gegabelt. Männchen und Weibchen sind gleich gefärbt. Die Flügelspannweite kann mehr als einen Meter betragen. Der Vogel ruft krächzend mit einem "Kärrik" oder mit rebhuhnartigen Lauten.

Brandseeschwalben sieht man ganzjährig am Meer. Die Jagd erfolgt im Sturzflug in das Wasser, um Fische unter Wasser zu ergreifen. Sie lieben feinkörnigen Sand und brüten gerne an ungestörten Stellen in der Nähe von anderen Seevögeln wie Flusseeschwalben oder Lachmöwen. Auf Störungen reagieren sie sehr empfindlich. Die Kolonien brüten sehr dicht aneinander, manchmal findet man bis zu zwölf Nester pro Quadratmeter. Das Weibchen legt zwei bis drei helle, dunkel gefleckte Eier in eine Mulde im Sand. Die Küken werden in der ersten Woche von den Eltern gefüttert. Danach versammeln sie sich mit anderen Küken am Rand der Kolonie. Bei Gefahr weicht die gesamte Kükenschar aus. Dadurch sind die jungen Vögel besser geschützt: Wenn sie von den Eltern bei der Nahrungssuche alleine im Nest gelassen werden, ist das viel riskanter. Der Nachteil besteht darin, dass die Küken lange nicht selbständig werden, sondern oft noch auf dem Vogelzug versorgt werden müssen. Im Winter fliegen die Brandseeschwalben nach Westafrika oder auf die Kanarischen Inseln. Im nächsten Sommer kehren die Eltern an den alten Brutplatz zurück, während die Jungen in den südlichen Gefilden verbleiben. Im Alter von zwei Jahren schließen sie sich einer Kolonie an und erst nach vier Jahren brüten sie zum ersten Mal.