Arten er let genkendelig på sin lange hale og den sorte stribe på ryggen, men kan for det utrænede øje forveksles med skovmus, halsbåndsmus og brandmus. Brandmusen har også en sort rygstribe, men har en skinnende rødbrun sommerpels og mat, gråbrun vinterpels, en kortere hale og er større end birkemusen. Skovmus og halsbåndsmus har også en lang hale og en mørkere farve i pelsen langs rygraden, men ikke en tydelig stribe, som hos birkemusen. Deres ører og øjne er større end hos birkemusen, halerne er kortere, og så har de en tydeligere overgang i farven af pelsen mellem ryg og mave.

Birkemusen er omnivor (altædende) og lever primært af insekter, regnorme, larver og edderkopper, men den æder også frø, bær og friske plantedele. Den er nataktiv og søger ofte sin føde om natten. Birkemusen benytter sin lange hale som støtte og balancehjælp, når den klatrer rundt i vegetationen. Fra oktober-maj sover den vintersøvn i en underjordisk rede af græs og mos i en dybde af 20-40 cm. Under vintersøvnen er dens kropstemperatur og åndedræt lavt. Birkemusen har parringstid i maj-juli. Den er drægtig i 4-5 uger og føder i juni-august et kuld på 3-7 unger. Ungerne fødes i den samme underjordiske rede, som birkemusen overvintrede i. Ungerne kan klare sig selv, når de er omkring 5 uger gamle. Birkemusens formering er langsom i sammenligning med andre mus. Den bliver kønsmoden i sit andet leveår og føder kun et enkelt kuld om året. Musen kan blive op til 4 år gammel og føder i gennemsnit 10 unger i sit liv.

Arten forekommer i en stor variation af levesteder, men foretrækker habitater i fugtige områder i forbindelse med vandløb eller fjorde og med rig bestand af urter, såsom lysåbne, ældre skove med rig bundvegetation, kratbevoksede moser, ferske enge, strand enge, heder og dyrkede marker. Til dens vintersøvn har den brug for et tørt, frostfrit og uforstyrret område at opholde sig i, såsom diger, overdrevsskrænter og højtliggende hede- og plantageområder. 

Birkemusen er sjælden og har ikke så store populationstætheder som andre mus i kraft af den langsomme reproduktion. Bestande af birkemus er observeret i den vestlige del af Limfjordsområdet og i den sydlige den af Jylland, men findes muligvis flere steder i Danmark.

Birkemusen har sit navn fra det område, hvor den først blev observeret - på en russisk flodslette med birketræsbevoksning i Sibirien. Dens latinske navn betyder "Den, som piber ved birk", men arten har ingen særlig tilknytning til birketræer.