Billene er 4-6 mm lang. Fargen er glinsende mørkebrun. Formen er langstrakt oval. Larvene er 10 mm lange, som utvokste. Hodet, nakkeskjold og bakkroppsspiss er mørkere. Bakkroppsspissen har to bakoverrettede torner.
Billene produserer selv det vannet de trenger fra maten. Brunsvart melbille angriper først og fremst melvarer som mel, gryn, kjeks, og formel tilsatt fiskemel m.m. Den angriper også sjokolade, nøtter, mandler, krydder, frø o.s.v., med unntak av erter og bønner. Videre kan den leve på animalske stoffer som tørket kjøtt og fisk (hundemat), døde insekter o.s.v. I enkelte vegetabiler kan arten leve i kortere eller lengre tid, men uten å formere seg. Det gjelder f.eks. ris, rug, havre, kløver- og timoteifrø, tørket frukt og sukker. I sjeldne tilfeller har de gnagd på skitne tekstiler. Billene kan leve opp til 2 måneder uten mat.
Angrepene av den brunsvarte melbillen kan føre til fullstendig ødeleggelse av matvarene. Billene skiller ut en sterk lukt som setter seg i matvarene. Utvokste larver kan skade alle slags varer de kan gnage i når de oppsøker egnede forpuppingssteder.