Речной рак относится к беспозвоночным животным, к классу ракообразных, представленных в пресных водах несколькими видами. Тело рака четко разделяется на две части - слитую головогрудь, покрытую буро-зеленым прочным панцирем, и членистое брюшко с широким плавником на конце. На голове рака имеется две пары усов. Короткие двойные усики являются органами обоняния и осязания, а длинные усики - органами осязания. Глаза рака посажены на стебельки, которые при помощи мускулов то выдвигаются, то прячутся. Сверху они прикрываются шиловидными лобными отростками, составляющими передний конец панциря головогруди. Рот окружен несколькими парами сложно устроенных челюстных придатков, благодаря которым пища перед попаданием в рот мелко перетирается.

На нижней части головогруди у рака имеется пять пар конечностей. Самой крупной из них является первая пара - клешни. Ими рак защищается от врагов, а также удерживает пищу перед ртом. Для ходьбы они не используются. Он передвигается при помощи четырех пар ходильных ног; на концах первой и второй пар есть небольшие зачаточные клешни, остальные заканчиваются коготками.

Самцы и самки рака несколько различаются по строению тела. Например, у самцов клешни большие и мощные, брюшко по ширине равно или уже головогруди, передние две пары брюшных ножек хорошо развиты. У самок клешни небольшие, брюшко шире головогруди, а передние брюшные ножки недоразвиты.

На брюшке рака находятся маленькие ножки, которыми он беспрерывно шевелит, подгоняя воду к жабрам, лежащим под грудным панцирем. Так осуществляется дыхание у рака. Этому же способствуют и некоторые челюстные придатки.

Прочный панцирь защищает рака от врагов, но мешает ему развиваться, сдерживая рост. Поэтому рак время от времени сбрасывает свои твердые покровы, или, как говорят, линяет. Приближение линьки можно заметить по матовому оттенку панциря. Кроме того, он становится тонким и хрупким. С большим трудом рак вытаскивает из своего панциря клешни и каждую из ножек. Бывает, что они обрываются. Однако утраченные клешни, ножки или усики снова вырастают, хотя и имеют несколько иной вид. Этим и объясняется то, что встречаются раки с неравномерно развитыми или уродливыми клешнями. Сбрасывание панциря может длиться несколько минут, но иногда длится целые сутки. До этого под старым твердым покровом образуется новый, мягкий покров, и пока он не затвердеет, рак растет в длину. Полное затвердевание панциря происходит в течение 1-1,5 мес. Сбросив панцирь, рак некоторое время беспомощен и прячется от своих врагов. Молодые раки линяют чаще, чем взрослые.

Сроки и продолжительность линьки раков в разные годы в одних и тех же водоемах не совпадают, что зависит от типа водоема, метеорологических условий и некоторых других факторов. В водоемах Украины чаще наблюдается две линьки - в мае и августе, хотя в отдельные годы она может смещаться на одну-две недели в ту или другую сторону. Исключением является рак, обитающий в Днестровском лимане и в придунайских озерах Ялпух и Кугурлуй, где его особи линяют в течение всего лета, а отдельные - даже осенью. Сроки линьки самцов и самок могут не совпадать, но общая продолжительность ее у представителей одного пола в одном водоеме не превышает 1 мес. В разных типах водоемов одного района линька раков начинается в разное время. Например, раньше она наблюдается в реках и их притоках, позже - в лиманах, еще позже - в пойменных озерах. В самих реках раки линяют раньше в устьевых участках и позже - выше по течению реки. Разница в сроках линьки может составлять от 5-7 до 12 - 15 дней.

Живут раки преимущественно в прибрежной полосе водоемов, где осваивают глубины до 3-5 м. Сплошных поселений они не образуют, концентрируясь на участках, расположенных у крутых и обрывистых берегов, сложенных из песчаного, глинистого, илистого или торфянистого грунта, в котором удобно рыть норы.

Рак очень чувствителен к качеству воды и количеству растворенного в ней кислорода. Водоемы, различающиеся по степени осолонения воды, насыщения ее кислородом, а также некоторым другим особенностям, осваиваются разными видами раков. В пределах Украины обитают три вида: длиннопалый, толстопалый и широкопалый раки. Как свидетельствуют сами названия, все они различаются по строению клешни. Чаще встречается длиннопалый рак, особи которого в отдельных водоемах несколько различаются как по строению тела, так и по биологическим особенностям. В одном водоеме чаще поселяются представители одного вида, хотя из этого правила имеются исключения.

Широкопалый рак встречается лишь в пресных водах рек и ручьев, а также в озерах с чистой водой, избирая в них крутые и обрывистые берега, где он может рыть норы. Толстопалый рак, наоборот, никогда не встречается в пресной воде и обитает в солоноватоводных лиманах и опресненных участках моря. Длиннопалый рак - житель как пресных, так и солоноватых вод; он менее требователен к условиям обитания, в связи с чем встречается чаще, чем широкопалый и толстопалый раки. Его местами обитания могут быть даже стоячие воды со значительно меньшим временами количеством растворенного кислорода. Для убежищ он использует углубления под камнями, затонувшими деревьями, а также места среди стеблей и корней водных растений. Его особи часто зарываются в ил, чем отличаются от широкопалого рака.

Рак становится половозрелым на третьем году жизни, когда достигает длины 7-8 см. Среди половозрелых особей самцов всегда в два-три раза больше, чем самок. Самцы и самки спариваются в октябре - ноябре, а иногда позже, что зависит от климатических и погодных условий. Один самец может оплодотворить 3-5 самок. У оплодотворенной самки на брюшной стороне головогруди появляется белое пятно. Она откладывает икру через 2-3 недели после спаривания. Икра прикрепляется к брюшным ножкам самки и вынашивается на них до вылупления молоди, происходящего в конце мая или в начале июня. В период вынашивания икры самка прячется в норе или в других укромных местах, изредка выходя для поиска пищи. Самки периодически производят своеобразные движения брюшком, благодаря чему икра омывается свежей водой и очищается от ила. Этим же они вынуждены заниматься и зимой, вследствие чего зимой самки также остаются поодиночке в норах или других подобных убежищах и в спячку не впадают.