C'est un oiseau endémique de l'Amérique centrale. Les trois sous-espèces répertoriées s'y répartissent de la façon suivante: Carduelis notata notata, la race type, vit de l'état de San Luis Potosi jusqu'au sud du Chiapas, dans le Centre et l'Est du Mexique ainsi que dans le Nord du Guatémala. Carduelis n. forreri peut être observé dans le Nord-Est de Sonora, l'état de Chihuahua et celui de Durango, dans l'Ouest du Mexique. Carduelis n. oleacea, habite de Belize jusqu'au Nord du Nicaragua

Caractères distinctifs : Les sexes sont différents. Chez le mâle adulte, la totalité de la tête jusqu'en bas de la nuque, le menton, la gorge et la partie supérieure de la poitrine sont noires. L'apport de noir peut varier et s'étendre parfois jusqu'au milieu de la poitrine. La partie inférieure du cou et l'arrière de la tête présentent une couleur jaune terne. Le manteau, le dos et les scapulaires sont olive, nuancés de jaune ou avec la base des plumes noire. L es parties supérieures deviennent jaune éclatant dans la région du croupion. Les cuvertures sus-caudales sont noires, ainsi que la queue qui portent deux taches triangulaires jaune brillant sur les bords à mi-longueur. Les moyennes et les grandes couvertures, l'alula et les couvertures primaires sont noires. Les plumes de vol sont également noires, marquées de jaune éclatant sur la base des primaires et légèrement sur la base des secondaires les plus extérieures, formant une tache alaire bien visible. Le dessous, des côtés de la poitrine jusqu'au ventre, est jaune doré, avec des flancs légèrement nuancé de jaune-verdâtre. Les couvertures sous-caudales sont jaunes. Le bec gris-bleu est pointu et tranchant. Les pattes et les pieds sont brun ou brun-corne.

La femelle adulte est assez semblable au mâle, cependant elle est généralement plus terne et plus pâle, avec un capuchon brun-noir moins développé, qui ne s'étend uniquement que jusqu'à la partie basse de la gorge. Le manteau, le dos et les scapulaires sont olive-verdâtre terne, le croupion est jaune ou jaune fade. Les couvertures sus-caudales présentente une teinte olive. La queue est identique à celle du mâle, avec cependant des taches jaunes moins importantes. Les ailes sont également semblables, hormis la tache alaire à la base des plumes de vol qui est moins évidente. Les parties innférieures sont presque entièrement jaune citron pâle.

Les juvéniles ont une apparence quelque peu différente des adultes. ils possèdent un dessus brun-olive clair. Les ailes noires ont des extrémités chamois, blanc chamoisé ou jaunes. Les parties inférieures jaunes sont nuancées de verdâtre ou d'olive avec des tonalités plus chaudes sur les flancs et les couvertures sous-caudales. Les joues et les couvertures oriculaires portent des légères marques jaune-olive qui deviennent plus uniformes sur le menton, la gorge et les côtés du cou.

Voix : Le chardonneret à tête noire possède un répertoire de cris nasalisés "teu" "tsiiiiiiiu" "jeh-jeht" ou "ti-chie" qui lui servent aux divers usages et communications de la vie courante. Ils ressemblent assez à ceux du chardonneret mineur d'Amérique du Nord. Son chant est un gazouillement rapide, varié et quelque peu discordant, souvent prolongé. C'est une répétition de phrases qui comprend parfois des notes nasales et métalliques.

Nourriture : C'est un végétarien presque exclusif. Il se nourrit la manière du chardonneret élégant, s'accrochant sur les têtes des graines ou prélevant les graines sur les plantes de petite taille. Il consomme également de graines de pin.

Reproduction : Le nid est une construction en forme de coupe. L'extérieur est formé de radicelles, petits rameaux, mousses et lichens, tandis que l'intérieur est tapissé de duvet et de substances végétales. Il est solidement installé à une hauteur raisonnable sur des arbres ou des arbustes, et se trouve positionné de façon à être masqué par la végétation. La couvée est composée de 4 à 5 œufs blancs ou bleutés ou verdâtres, tachetés de brun ou de noir.

Comportement : Le chardonneret à tête noire peut être habituellement observé en couple, en petites bandes ou en groupes familiaux. En dehors de la saison de reproduction, c'est une espèce très grégaire. A cette période , les rassemblements deviennent plus importants et peuvent parfois atteindre jusqu'à 200 individus. Les oiseaux qui nichent dans le Nord de l'aire de Distribution migrent en direction du sud pour passer l'hiver. Ailleurs, on assiste plutôt à des mouvements altitudinaux. Sitôt finie la saison de nidification, les oiseaux descendent dans les vallées pour y trouver des conditions plus favorables. Certains descendent même jusqu'au niveau de la mer où ils occupent les forêts pluviales.