La fisonomía inusual del ajolote se debe a un fenómeno biológico, conocido como neotenia, por el que las branquias externas utilizadas para respirar bajo el agua y la aleta dorsal que le permite nadar con agilidad permanecen durante toda su vida. Así, en lugar de experimentar una metamorfosis completa hacia un animal adulto semiacuático o terrestre, como ocurre con otros anfibios, el ajolote mantiene un aspecto juvenil incluso en la fase adulta, lo que hace que viva permanentemente en el agua.

Otro aspecto destacado de la fisonomía del ajolote es la elevada incidencia de albinismo. Aunque los ajolotes pueden presentar colores oscuros —grisáceos, verdosos y parduzcos, que les permiten camuflarse entre el barro y la vegetación acuática—, es habitual encontrar ejemplares con una coloración rosada o blanquecina.

Más parecido a otros anfibios es su extraordinaria capacidad para regenerar las extremidades de su cuerpo e incluso órganos vitales. Esto convierte al ajolote en una de las especies favoritas de los científicos para estudiar la medicina regenerativa.

Los ajolotes son animales solitarios, con poca interacción entre ellos, excepto cuando comienza la «danza nupcial». Al inicio del cortejo, cada animal toca suavemente la región cloacal del otro, justo antes de la cola, mediante un movimiento circular que recuerda a una danza.

En una sola puesta, cada hembra suele poner más de un centenar de huevos, que están rodeados por una capa gelatinosa protectora. Curiosamente, estos huevos se depositan individualmente, para que cada uno reciba la oxigenación necesaria para eclosionar, y quedan fijados a sustratos como rocas o vegetación flotante. Las larvas eclosionan aproximadamente dos semanas después.

En la naturaleza, el ajolote habita en aguas frías, claras y ricas en vegetación, que ofrecen refugio y condiciones favorables para la caza. El ajolote es omnívoro, pero como vive exclusivamente en el medio acuático, se alimenta principalmente de pequeños seres vivos que comparten este hábitat, incluidos peces, larvas y crustáceos.

Es una especie endémica de los grandes lagos centrales de México. Esto significa que solo existe de forma natural en estas masas de agua dulce de la región cercana a Ciudad de México, donde se ha vuelto cada vez más raro.

En estos lagos, antiguamente salpicados de islas flotantes llamadas chinampas, cultivadas por los habitantes locales, los ajolotes encontraban refugio y alimento. Allí ocupaban la parte superior de la cadena alimentaria.