Durante la estación reproductora habita en costas de mares de interior y sus islas, y márgenes de grandes ríos y lagos en zonas áridas.
En invierno, también costas oceánicas.
Frecuenta puertos y vertederos.

Se alimenta principalmente de peces, con frecuencia muertos, también de reptiles, mamíferos, aves y sus huevos. Su dieta también incluye crustáceos, insectos y restos orgánicos de vertederos.

Se reproduce en colonias, a veces adyacentes a las de gaviota argéntea y de otras especies. Anida en una pequeña depresión, en roca o arena, desnuda o junto a herbáceas, si existen. Emplea plumas y plantas acuáticas.
La puesta más habitual es de dos huevos, incubados durante 25 días mayoritariamente por las hembras. Los pollos pueden agruparse en guarderías con una semana de vida.

Se reproduce en áreas dispersas de las costas norte de los mares Negro y Caspio, Kazajistán, norte de China y Mongolia.
Inverna en el Mediterráneo Oriental, lagos de interior de Etiopía, sur del Mar Caspio, Mar Rojo, Golfo Pérsico, costa e interior norte de la India, Bangladesh y Myanmar.

La primera observación homologada en España  de gavión cabecinegro tuvo lugar en marzo de 2014, en Sollana, Valencia. Un ejemplar inmaduro, de segundo año calendario.

La siguiente homologación corresponde a febrero de 2015, en Alfafar, Valencia. Un ejemplar de tercer año calendario, se consideró que se trataba del mismo visto en el año anterior.

Nota: Existen cuatro registros de 1990, 1993, 2000 y 2004 que no pudieron ser homologados por falta de información que acredite que realmente se trataba de esta especie, sin que tampoco se pueda asegurar su descarte.