Hải ly được biết đến với đặc điểm tự nhiên là xây đập trên các con sông và suối, và xây ổ của chúng trong các vũng nước do đập bao quanh hình thành. Hải ly cũng xây kênh để thả trôi vật liệu xây dựng mà chúng không thể kéo đi trên đất. Chúng dùng răng cửa chắc khỏe để cắt cây, thực vật được chúng dùng để xây đập và để ăn.

Chúng được biết đến là có "tín hiệu báo nguy": khi gặp đe dọa hay giật mình, một con hải ly đang bơi sẽ lặn nhanh trong lúc dùng đuôi rộng bản của nó quất mạnh vào nước tạo nên tiếng ồn nghe được từ xa trên và dưới mặt nước. Tiếng ồn này giống như một lời cảnh báo đến các con hải ly khác trong khu vực. Một khi nghe được tín hiệu báo nguy này thì các con hải ly gần đó lặn xuống và không nổi lên trong một khoảng thời gian. Hải ly rất chậm chạp trên đất nhưng là những con vật bơi lội giỏi, có thể lặn dưới nước khoảng 15 phút. Hiếm khi một con hải ly vì hoảng sợ mà tấn công con người.[3]

Hải ly không ngủ đông nhưng chúng thường hay tích trữ cây, gỗ dưới nước để ăn trong mùa đông.

Các dấu tích hóa thạch của hải ly được tìm thấy trong than bùn và những thứ quặng mỏ lộ thiên khác ở Anh và châu Âu lục địa trong khi trong các thành hệ thế Pleistocen tại Anh và Siberi có các dấu tích của loài hải ly khổng lồ Trogontherium cuvieri, đại diện cho chính chi đó.

Chân sau của hải ly có màng, đuôi có vảy và rộng bản. Thị lực của chúng kém nhưng thính giác, khứu giác và xúc giác rất sắc xảo.

Hải ly liên tục phát triển đến hết vòng đời. Các con hải ly trưởng thành cân nặng khoảng 25 kg không phải là hiếm. Con cái to lớn bằng hoặc hơn con đực cùng lứa tuổi. Điều này không phổ biến trong động vật có vú.