Ce papillon nocturne est relativement grand : jusqu'à 12 cm. Comme son nom l'indique, cette espèce thermophile apprécie tout particulièrement les chênes, toutes espèces confondues. Les sphinx sont très souvent associés à une espèce végétale, une plante-hôte de prédilection, dont ils prennent le nom (ex. Euphorbe, Chêne, Sanguisorbe etc.). Cette plante sert de nurserie aux œufs puis de repas aux chenilles de ces papillons. Cette relation préférentielle implique que la diminution, ou la disparition d'une plante-hôte entraine celle du sphinx dont la plante nourrit les stades larvaires.
Sa chenille présente un mimétisme poussé avec les feuilles, et arbore une couleur verte constante tout au long des différents stades larvaires. Elle possède une particularité propre à l'espèce : la chenille mange sa coquille et mue presque immédiatement après ce premier festin.
Le stade de nymphe voit le futur insecte quitter son chêne pour s'enterrer dans une loge nymphale où il va se transformer peu à peu en chrysalide, puis en papillon. Sa vie de papillon est consacrée à la reproduction, au point qu'il ne se nourrit pas. Fiche espèce