Chim nhàn biển Wilson được đặt tên theo tên của nhà điểu học Alexander Wilson (1766 - 1813). Chúng thuộc loại chim Petrel (cách nói nhẹ đi của từ "Peter" - Thánh Peter) bởi khả năng lạ lùng của loại chim petrel này. Còn tên khoa học của chúng là Oceanites oceanicus.
Tuy có kích thước nhỏ bé dài khoảng 18cm; sải cánh khoảng 40cm nhưng quanh năm chúng chỉ sống trên sóng nước ngoài xa khơi, chúng chỉ bay lên đảo trong mùa sinh sản. Dù kích thước nhỏ bé nhưng chúng bay rất khỏe, có thể giữ nguyên được vị trí trong không khí giữa những cơn gió mạnh đến 40 hải lý.
Mỗi khi kiếm mồi, chúng có vẻ như đang nhảy nhót trên mặt nước, với hai cánh giơ lên cao tạo thành chữ V và cái đuôi mở ra như cái quạt, còn 2 chân thì chạm nhẹ xuống nước. Chân có màng nên rất thích hợp với kiểu biểu diễn độc đáo này.
Chim nhàn biển Wilson ăn hầu hết các phiêu sinh vật và cũng ăn cả những mảng dầu, mỡ thoát ra từ xác của những động vật có vú ở biển như cá voi, cá heo mỏ.
Hình dáng của chim nhàn biển Wilson cũng khá dễ nhận ra: Phần trên bộ lông có màu đen, có một phần nhỏ màu trắng gần sau đuôi. Khi xòe ra đuôi của chúng hình thành một góc tương đối vuông. Chân dài, bàn chân có màng màu vàng. Chim trống và chim mái rất giống nhau về màu sắc và kích thước.
Dù chủ yếu chỉ ở ngoài biển khơi, nhưng đôi lúc chũng cũng vào vịnh và cửa sông (thường là do bay theo những chiếc tàu biển). Dù không phải lặn chuyên nghiệp nhưng chúng cũng có thể lặn một chốc để đớp lấy thức ăn. Thông thường loại chim này kín tiếng, nhưng trong thời gian tỏ tình chúng cũng phát ra những tiếng kêu chói tai. Cặp chim trống mái cùng đứng với nhau, rỉa lông đầu cho nhau...
Vào tháng 12 đến tháng 1 năm sau, trong kẽ đá nứt hoặc trong những cái hang đặc biệt (được chim trống lẫn chim mái đào), chim mái đẻ vào đó duy nhất một quả màu trắng. Trứng được chim bố và chim mẹ thay phiên ấp, mỗi lượt ấp kéo dài khoảng 48 giờ và ấp suốt 39 - 48 ngày. Chim non được chim bố mẹ cùng chăm sóc và được cho ăn bằng thức ăn do chim bố mẹ ựa ra.
Vào mùa đông, chúng di cư từ Nam cực lên vùng bắc xích đạo thuộc Đại Tây Dương, Ấn Độ Dương và Thái Bình Dương; một số di cư lên phía Đông Thái Bình Dương. Chúng quay về Nam cực vào tháng 11 hoặc vào giữa tháng 12, các nhà điểu cầm học cho rằng trong thế giới, loài chim nhàn biển Wilson này có số lượng đông đảo nhất.
Chim nhàn biển Wilson có trí nhớ tuyệt vời, những đàn chim đông đúc sau một năm bay đi khắp nơi đến khi trở lại đảo sinh sản chúng sẽ về lại đúng vị trí tổ cũ của mình. Mỗi tổ như vậy được duy trì từ năm này sang năm khác.
Ở nơi làm tổ, chim nhàn biển Wilson thường bị chim cướp biển Catharacta Stercorarius giết chết, con non (thỉnh thoảng cả con trưởng thành) cũng có thể chết do tuyết dày phủ kín.