Trīspirkstu dzenis ir šauri specializējusies suga, kura ekoloģiski cieši saistīta ar eglēm un regulāriem, dabiskiem traucējumiem lielās skujkoku audzēs. Būtiskākā morfoloģiskā atšķirība no citiem dzeņiem minēta sugas nosaukumā. 

Trīspirkstu dzeni aprakstīja Karls Linnejs (Carl Linnaeus) 1758. gadā, dodot tam zinātnisko nosaukumu Picus tridactylus. Bernārs Žermēns de Laspēds (Bernard-Germain de Lacépède) 1799. gadā to nodalīja atsevišķi no pārējiem jaunizveidotā Picoides ģintī. 20. gs. beigās Eirāzijas trīspirkstu dzeni un 1858. gadā aprakstīto Amerikas trīspirkstu dzeni P. dorsalis uzskatīja par vienu sugu, bet 2003. gadā tās atkal tika nošķirtas atsevišķi. Izmaiņas sistemātikā iespējamas arī turpmāk, jo nav vienprātības arī par pasugas P. t. funebris statusu.

Ģints nosaukums ir saliktenis no latīņu valodas vārda Picus ‘dzenis’ un sengrieķu valodas vārda οειδής, oeidēs ‘līdzīgs’. Apvienojot – ‘dzenim līdzīgs’. Sugas nosaukums veidots no sengrieķu valodas vārda τριδάκτυλος, tridáktulos ‘trīspirkstu’. Šobrīd izdala 8 pasugas. Latvijā sastopama nominālā pasuga P. t. tridactylus. 

Ķermeņa garums ir 20–24 cm. Putns izskatās visai tumšs. Apspalvojumā nemaz nav sarkanās krāsas, dominē melnā un baltā. Plecu daļa un galvas sāni ir melni, pāri mugurai garenvirzienā stiepjas balta josla. Spārni, sāni, vēders un zemaste melnbalti raibi. Galvas virsa tēviņiem ir dzeltena, mātītēm – melnbalti svītrota. Kājām ir tikai trīs pirksti, nevis četri kā citiem Eiropas dzeņiem. Jaunie putni ir līdzīgi pieaugušajiem.

Bungo abi dzimumi. Tarkšķi ir vidēji gari (ap 1,4 sekundēm), dobji, ar vienmērīgu skaļumu un samērā lēni, t. i., ar lielākām atstarpēm starp sitieniem nekā citām dzeņu sugām. Biežāk lietotais sauciens “kik” ir mazliet klusāks, bet citādi līdzīgs dižraibā dzeņa saucienam. Uztraukumā tādu pašu saucienu virkne. Nesen izšķīlušies mazuļi dobumā klusi čirkst, skaļāki ir tikai barošanas laikā. Mazuļiem paaugoties, dzirdama gandrīz nepārtraukta saucienu virkne “kikikiki”. 

Trīspirkstu dzenis ir izteikts meža iemītnieks, kas reti novērojams ārpusē. Tas izvairās arī no krasām malām starp vecu mežu un izcirtumiem. Biežāk sastopams lielos skuju koku un jauktos meža masīvos, nevairās no ēnainām vietām ar skarbāku mikroklimatu. Trīspirkstu dzenim nepieciešams liels daudzums kalstošu koku, tādēļ tas apdzīvo arī lapu koku mežus ar eglēm piejaukumā, it īpaši mitrās vai slapjās vietās, tādās kā melnalkšņu dumbrāji.

Parasti viens trīspirkstu dzeņu pāris izmanto lielu teritoriju (50–100 ha). Tomēr sugai ir raksturīga mobilitāte un spēja pēc dabiskiem traucējumiem (vētrām, lavīnām, meža applūšanas vai ugunsgrēkiem) koncentrēties vienuviet un ligzdot daudzkārt lielākā blīvumā. Tas nākamajos gados ļauj izmantot kukaiņu savairošanos šādās vietās.

Trīspirkstu dzenis ir nometnieks, tomēr areāla ziemeļu daļā novērotas arī invāzijas un jauno putnu dispersija lielā attālumā. Tas ligzdo vēlāk nekā citi dzeņi. Dobumu kaļ maijā, mazuļus Latvijā izved jūnija otrajā pusē vai jūlijā. Ligzdo visbiežāk nokaltušos kokos – eglēs, priedēs vai apsēs. Dējumā 2–6 baltas olas, perē 11–14 dienas. Mazuļi atstāj ligzdu 22–26 dienas pēc izšķilšanās, pieaugušie dažkārt turpina tos barot vēl mēnesi pēc izvešanas.

Trīspirkstu dzenis visvairāk barojas kalstošās un nesen nokaltušās eglēs un gandrīz tikai uz stumbra, reti zaros. Biežāk izmantotā barības ieguves metode ir mizas lobīšana un kalšana. Rudenī un ziemā barības pamatmasu veido skujkoku mizgrauži visās attīstības stadijās, pārsvarā tās sugas, kas apdzīvo egles. Mazuļu barības sastāvā bieži ir koksngraužu kāpuri un zirnekļi. Pavasaros regulāri izkaļ caurumiņu rindas koku mizā un dzer sulu. 

Trīspirkstu dzeņa izplatība visai precīzi sakrīt ar egļu izplatību. Tas ir sastopams no Skandināvijas līdz Kamčatkai un Japānai. Izolētas populācijas arī kalnu apgabalos – Alpos, Karpatos, Balkānos, Altajā, Tjanšanā un citur. Eiropas populācijas vērtējums ir 0,6–1,2 miljoni pieaugušu putnu.

Kopš pirmajām publikācijām par Latvijas ornitofaunu trīspirkstu dzenis uzskatīts par retu vai ļoti retu sugu. Valsts ziemeļu daļā vienmēr bijis sastopams biežāk nekā dienvidos. Izplatība paplašinājās 20. gs. beigās un 21. gs. sākumā. Iespējamais iemesls bija bebru skaita palielināšanās un kalstošiem kokiem bagātu dzīvotņu – bebraiņu – platības pieaugums. Novērotāju skaita un aktivitātes pieaugums ļāva precīzāk fiksēt izplatību un novērtēt skaitu. Latvijas populācijas vērtējums ir 400–900 pāru. 

Kopējā skaita pārmaiņu tendence ir neskaidra. Tāpat kā citām plaši izplatītām meža sugām, jāņem vērā mežu platības samazināšanās areāla robežās. Arī Latvijā kopš 2005. gada skaita pārmaiņu tendence ir neskaidra, lai gan kopumā tā ir lejupejoša. Nelielais novērojumu skaits maršrutu uzskaitēs neļauj to noteikt precīzāk.

Trīspirkstu dzenim nav piemērota cilvēka radīta mozaīkveida ainava. Galvenais apdraudējums ir intensīva mežsaimniecība un mežu fragmentācija. Nolūzušu un nokaltušu koku masveida aizvākšana pēc dabiskiem traucējumiem, kā arī efektīvāka meža ugunsgrēku ierobežošana atņem sugai kritiski svarīgos struktūrelementus mežā. 

Trīspirkstu dzeņa uzvedība bieži ir klusa, klātbūtne mežā – grūti pamanāma. Tas izvairās no apdzīvotām vietām un cilvēku ietekmētām ainavām. Tomēr mizgraužu skaita ierobežošanā trīspirkstu dzenis var būt efektīvāks par feromonu slazdiem un citām cilvēku izmantotām metodēm. 

Trīspirkstu dzenis ir iekļauts Eiropas Savienības Putnu direktīvas I pielikumā, Latvijas īpaši aizsargājamo putnu sugu sarakstā un Bernes konvencijas II pielikumā. Sugas ligzdošanas vietu aizsardzības nolūkos var veidot mikroliegumus.