伊犁鼠兔栖息于各种草原、山地林缘和裸崖。是高海拔动物，主要栖息在海拔2850-4100米的天山裸岩地区。而实际栖息地仅占分布区面积的17.05%。这些地区全年大部分时间都被积雪覆盖，植物特别稀少，其栖息环境及食物基地条件很差，特别是冬季生存环境更为恶劣。
生活在天山山脉高寒山区，是中国新疆特有的一个物种。
伊犁鼠兔外形像兔子又像老鼠，成年伊犁鼠兔体重240克，体长约160-200毫米，耳和后足的长度是鼠兔属里最大的一种。耳，须很长，超过8厘米。毛色较鲜艳，额头和颈侧有3块棕色斑点，额、顶是明显的锈棕色斑，颈背有一块浅色斑。夏毛体背棕黄或棕褐，头骨门齿孔和腭孔为一孔。是中国特有物种，是当前国际公认的鼠兔属仅有的24个物种中，耳朵最大、后足最长、体形最大的一种。
外形略似鼠类，耳短而圆，尾仅留残迹，隐于毛被内。因牙齿结构（如具两对上门齿）、摄食方式和行为等与兔子相象，故名。后肢比前肢略长或接近等长；头骨上面无眶上突；上颚每侧只有2枚臼齿。雄性无阴囊，雌兽有乳头2-3对；全身毛被浓密柔软，底绒丰厚，与它们生活在高纬度或高海拔地区有关；毛被呈沙黄、灰褐、茶褐、浅红、红棕和棕褐色，夏季毛色比冬毛鲜艳或深暗。
上颌有1对前后重叠的门齿。和像啮齿动物一样，在门齿与颊齿间有宽阔的齿隙（缺犬齿、部分门齿和部分前臼齿）。草食性，具双重消化功能，即盲肠富集大量维生素后，胶囊裹着成软粪，自肛门排出，再被自己吞咽，又经消化，充分利用维生素（软粪含维生素比正常粪便多数倍），再排出的粪便才是圆形硬粪便。
伊犁鼠兔习惯群居。挖洞或利用天然石隙群栖。白天活动，常发出尖叫声，以短距离跳跃的方式跑动。不冬眠，有储备食物的习惯，当冬天来临时，依赖所储备的食物过冬。为草食性动物，多以金莲花、虎耳草、雪莲等高山植物为食，由于这些植物多生长于高海拔的岩壁石缝间或小台地，伊犁鼠兔常常饿肚子。伊犁鼠兔还有许多天敌，有白鼬、石貂、狐狸和各种猛禽。
繁殖期4-9月（或延至10月），每年产仔1-3窝，每胎2-11仔。幼仔晚成性，身体裸露，没有毛皮覆盖，眼未开，不能独立生活。
