Der Atlantiksturmtaucher ist ein mittelgroßer Meeresvogel mit schlankem Körper, langen Flügeln und spitzem Schnabel. Oberseits erscheint er dunkelbraun bis schwarz, unterseits weiß. Die Beine sind fleischfarben rosa oder leicht bläulich. Die Füße sind mit grauen Schwimmhäuten versehen. Im Flug zeigt der Vogel einen kontrastreichen Anblick mit dunkler Ober- und heller Unterseite. Sein Ruf ist ein heiser klagendes, kehliges Gurren oder Gackern, das vor allem nachts in den Brutkolonien zu hören ist. Er fliegt dicht über den Wellen mit charakteristischem Gleit- und Schlagflug.

Diese Sturmvogelart brütet auf den Inseln des Nordatlantiks bis zu den Kanarischen Inseln, zum Beispiel auf den Färöern, den Orkneys, den Shetland-Inseln, den Hebriden, auf den Inseln der Bretagne, auf den Azoren, auf Madeira oder auf Teneriffa und La Palma. Männchen und Weibchen bilden lebenslange Partnerschaften. Die Vögel nisten in Erdhöhlen oder Felsspalten. Das Gelege besteht aus einem Ei, das von beiden Eltern bebrütet wird. Nach dem Schlüpfen werden die Jungen mehrere Wochen lang im Bau gefüttert, bevor sie nachts ausfliegen und ins offene Meer abwandern.

Atlantiksturmtaucher ernähren sich von Fischen, kleinen Tintenfischen und Krebstieren. Sie tauchen ins Wasser oder schnappen die Beute von der Oberfläche. Oft jagen sie in Gruppen und folgen den Fischschwärmen. Zu den natürlichen Feinden zählen die Mantelmöwe und Skuas, sowie Ratten, die Eier und Küken rauben. Manche Vögel verfangen sich in Fischereinetzen, eine Bedrohung entsteht auch durch die Klimaveränderungen, weil dann die Beutefische abwandern. Die Brutinseln müssen unter besonderen Schutz gestellt werden. Im Durchschnitt wird ein Atlantiksturmtaucher sieben Jahre alt, manche Ringvögel erreichten aber auch mehr als 50 Lebensjahre.