Die Kreuzotter bewohnt sehr unterschiedliche Lebensräume, darunter Moore, Heiden, Dünen, Waldlichtungen, Hecken, Feldränder und Sumpfwiesen. Die Schlange hält sich im allgemeinen dicht am Boden auf, doch mitunter klettert sie auch gerne einmal auf niedrigwüchsige Büsche. Als ausgezeichnete Schwimmerin ist sie recht häufig in Wassernähe zu finden. 

Die Kreuzotter ist eine der schlankesten Vipern, wobei der Körper im Verhältnis zur Länge ziemlich dick ist. Die Weibchen der Kreuzotter sind im Durchschnitt deutlich größer als die Männchen. Im Normalfall erreicht diese Schlangenart eine Länge von 50 - 60 cm, in Außnahmefällen aber auch bis zu 90 cm. Der Schwanz ist kurz und hat eine hornige Spitze. Der vom Körper abgesetzte Kopf ist oval mit einer abgerundeten Schnauze.

Warum heißt diese Viper Kreuzotter? Namensgebend ist das dunkle fast schwarze Zickzack-Band auf dem Rücken, das wie aneinander gereihte Kreuze aussieht. Außerdem hat sie dunkle Flecken an der Körperseite. Auf der Kopfoberseite hat sie eine X-oder V-förmige Zeichnung und einen breiten Schläfenstrich vom Auge bis zum Hals. Diese Zeichnungen sind bei den Männchen stärker und von dunklerer Farbe als bei den Weibchen.

Die Ernährung der Kreuzotter ist sehr mannigfaltig und schließt Wühlmäuse und andere kleine Nagetiere, Eidechsen, Vogeleier, Insekten und Schnecken mit ein. Dabei kommt sie mit sehr wenig Nahrung aus. Ihr genügen als äußerstes Minimum im Jahr 12 Mäuse. Bei warmen Außentemperaturen dauert es drei bis sechs Tage, bis sie eine Beute normaler Größe verdaut hat. Anders dagegen bei Temperaturen unter 15 Grad. Hier würde die Beute Tage- und Wochenlang im Magen unverdaut liegen bleiben, was wahrscheinlich zu ihrem Tode führen würde. Sie fängt deshalb schon einige Tage vor einem Wetterumschwung - wenn wir Mensch mit unseren hochtechnisierten Wetterprognosen noch gar nichts davon ahnen - keine Beute mehr.

Als tagaktive (bei heißem Wetter jedoch eher dämmerungs- bzw. nachtaktiv) Schlange jagt sie gewöhnlicherweise lauernd, als „Ansitzjägerin“. Während sie regungslos verweilt, gibt sie sich mit den Beutetieren zufrieden, welche zu dicht in ihre Reichweite kommen. Bisweilen erforscht sie aber auch aktiv das Innere von Nagetierhöhlen aus. Sobald ein Beutetier nahe genug heran gekommen ist, richtet sie das vordere Drittel ihres Vorderkörper S-förmig nach vorn aus, verfolgt ihre Beute mit den Augen und schlägt schließlich blitzartig zu. Das von den aufklappbaren Giftzähnen getroffene Beutetier vermag zumeist noch ein kurzes Stück zu flüchten, bevor es aufgrund der Wirkung des eingespritzten Gifts den Herztod erleidet und zusammen bricht. Eine oder zwei Minuten lang wartet die Kreuzotter ab, denn ihr Gift (enthält hämorraghische (=zellauflösende) Faktoren) gehört zu den Toxalbuminen. Diese bewirken nicht nur den Tod, sondern auch eine Vorverdauung der Beute. 
Dann folgt sie langsam und häufig züngelnd der Spur des gebissenen Opfers. Hier helfen ihr die im Unterkiefer befindlichen Sinneszellen, mit denen sie Vibrationen hervorragend wahrnehmen kann und so die Schritte ihrer Beutetiere erkennt. Aus diesem Grunde wird es der Kreuzotter ermöglicht, in den heißen Sommermonaten ihre Beute nachts durch langsames Umherschleichen zu fangen. 

Ihre Augen, deren Pupillen mit einem senkrechten Schlitz (typisches Merkmal von Vipern) ausgerüstet sind, eignen sich für ein gutes Nachtsichtvermögen ebenso gut wie für die Wahrnehmung horizontaler Bewegungen. Gerüche nimmt die Kreuzotter mit der zweizipfeligen Zungenspitze und einem hochempfindlichen Geruchsorgan (Jakobsonsches Organ) auf. Mit dessen Hilfe folgt sie der oft meterlangen Spur einer Beute. Hat sie es eingeholt, so umgreift sie es mit ihren Kiefern und beginnt es mit dem Kopf voran zu verschlingen. Wer schon einmal das Zischen einer Kreuzotter gehört hat, wird sich fragen, wie dieses wohl zustande kommt! Die Schlange (nicht alle Arten) stößt dabei plötzlich Luft aus Lunge und Luftsack oder sie saugt sie ein. Bei diesem Vorgang wird die Luft mit geschlossenem Maul durch die Öffnung zwischen Schnauzenschild und Kinnschild gepresst. Durch Veränderung der Öffnungsweite in ihrer Stimmritze lässt sich die Tonhöhe des Zischens sogar variieren. Sie selbst kann aber ihr Zischen nicht hören, da sie völlig taub ist. 
In Felsspalten, Nagerhöhlen oder unter hohlen Baumstümpfen findet die Kreuzotter in einer Tiefe von etwa 20-50 cm Tiefe genug Feuchtigkeit, um dort zusammen mit anderen Tieren ihrer Art von Oktober bis März ihre Winterruhe zu halten. Es soll sogar schon eine Gruppe von etwa 800 Tieren entdeckt worden sein.

Mit den ersten warmen Sonnenstrahlen des Frühlings erscheinen die Männchen als erste und nach spätestens drei Wochen finden sich auch die Weibchen ein. Jetzt beginnt für alle eine Aufwärmphase, in der sich die Schlangen ohne Nahrung aufzunehmen intensiv der Sonneneinstrahlung aussetzen. Nach der ersten Häutung der Männchen folgt die einen Monat dauernde Paarungszeit der Kreuzottern.

In Mitteleuropa gewöhnlich im August oder September, im hohen Norden hingegen oft erst im folgenden Frühling, bringt das Weibchen drei bis zwanzig Junge zur Welt. Der Name Viper stammt von vivipera (lat.) = lebendgebärtend ab. Vipern sind aber eher ovovipera = eierlebendgebärend. Das heißt, die Jungtiere schlüpfen während oder unmittelbar nach der Geburt aus den dünnhäutigen Eiern. Sie sind bei der Geburt ungefähr siebzehn Zentimeter lang, im Vollbesitz des Giftes und machen sich sogleich selbständig. Wie die meisten Reptilien sind die Kreuzottern ziemlich langlebig und können über fünfundzwanzig Jahre alt werden.

Von der Kreuzotter gibt es drei Unterarten
1. die Eurasische Kreuzotter, die hier beschriebene Nomial-(=namensgebende) Form
2. die Balkanotter, die vom südwestlichen Bulgarien bis zum südlichen Slowenien und dort in einer Höhe bis auf 2.000 Meter vorkommt.
Ihr Kopf ist wuchtiger und von dem Zickzackband sind nur noch Querstreifen übrig. Bei der im Hochland vorkommenden Form ist das Männchen grau, bei der Tieflandform sind Männchen und Weibchen graubräunlich, wobei hier auch die weibliche Kupferotter und die männliche Höllenotter vorkommt.
3. die Sachalin-Kreuzotter, die von Südsibirien über die Mongolei und Mittelasien bis Sachalin vorkommt.