De naam verraadt het al, de zwarte wegmier is zwartbruin tot bruin van kleur met fijne haartjes op het lijf. Vrouwtjes worden 3 tot 5 mm groot. De mannetjes zijn wat kleiner. De koningin is het grootst, zij kan wel een centimeter groot worden. Alleen de vruchtbare vrouwtjes en mannetjes hebben vleugels. Kleine onvruchtbare vrouwelijke mieren worden werksters genoemd.
De zwarte wegmier heeft twee belangrijke zintuigen, de voelsprieten. Ze kunnen hiermee proeven, horen, ruiken en voelen. De ogen zitten op de zijkant van de kop en bestaan uit vele deeloogjes. De zwarte wegmier heeft sterke kaken, waarmee ze onder andere voedsel verzamelen en larven verplaatsen. Het lijf bestaat uit een borststuk en een achterlijf. De pootjes zitten vast aan het borststuk. Elk pootje bestaat uit 9 segmenten en de uiteinden zijn voorzien van kleine klauwtjes met twee weerhaken voor houvast. Hierdoor kunnen ze op de kop lopen. De pootjes zijn ook erg geschikt om tunnels en gangen mee te graven. In het achterlijf zitten de spijsverteringsorganen.

Het nest van de zwarte wegmier bestaat uit een groot stelsel van gangen, tunnels en verschillende kamers met elk een eigen functie. Soms wel tot een meter diep. De omvang van een kolonie varieert van een paar honderd tot duizenden. Elke kolonie heeft één koningin, die aan de lopende band eitjes legt. De meeste van deze eitjes groeien uit tot werksters. Werksters verdedigen het nest en helpen de koningin. Ze voorzien haar van voedsel en helpen met het verzorgen van de larven. Als de juiste tijd is gekomen in de zomer legt de koningin onbevruchte eitjes. De larven die uit deze eitjes komen groeien uit tot mannetjes. Sommige larven krijgen meer voedsel, zij groeien uit tot prinsessen.
Eind juli, begin augustus kun je stuiten op vliegende mieren. De bruidsvluchten zijn begonnen! Werksters werken de gevleugelde mannetjes en prinsessen het nest uit. Alleen de sterkste mannetjes kunnen de prinsessen bijhouden en bevruchten hen, soms al boven in de lucht. Na de paring heeft de prinses voldoende sperma ontvangen om de rest van haar leven eitjes te leggen. Een bevruchte prinses wordt een koningin en gaat opzoek naar een kolonie om over te nemen, of ze start een nieuwe kolonie. De vleugels worden na de paring afgeworpen en opgegeten.
Een mierennest heeft naast werksters ook verkenners. Verkenners zijn de hele dag op pad om voedselbronnen te zoeken. Heeft een verkenner een plek gevonden die veel voedsel oplevert, bijvoorbeeld een vuilnisbak, composthoop, bladluizen, geknoeide siroop of voorraadkast in huis? Dan worden er een hoop mieren naar die plek gestuurd.
Een van de favoriete maaltjes van de zwarte wegmier is de zoete stof die bladluizen afscheiden via het achterlijf. Mieren hebben geleerd om de bladluizen te ‘melken’. Door met hun pootjes op het achterlijf van de bladluis te trommelen scheiden de bladluizen meer vloeistof af.
Als mieren een kolonie bladluizen hebben gevonden zullen ze deze sterk verdedigen tegen bijvoorbeeld lieveheersbeestjes. Vleugelloze bladluizen worden door mieren soms zelfs naar een ‘beter’ stukje plant verplaatst.
