Pelēkā zīlīte ir mazs zvirbuļveidīgo putnu kārtas putns. Izplatības areāls sniedzas no Lielbritānijas un Francijas rietumos līdz Krievijas austrumiem. Nometnieks, tomēr daļa populācijas ceļo. Ligzdo dažādos mežos. Pārtiek no bezmugurkaulniekiem, sēklām un augļiem.

1827. gadā Tomass Konrāds fon Baldenšteins (Thomas Conrad von Baldenstein) pelēkajai zīlītei deva nosaukumu Parus cinereus montanus. Mūsdienās tā iedalīta ģintī Poecile, tāpēc tās zinātniskais nosaukums ir Poecile montanus, taču daudzās mūsdienās izmantotās publikācijās atrodams arī iepriekšējais nosaukums – Parus montanus. Poecile cēlies no sengrieķu valodas vārda ποικῐ́λος, poikílos ar nozīmi ‘raibs’, bet ar to apzīmēts arī mazs putniņš (kurš tieši, nav zināms). Savukārt montanus latīņu valodā nozīmē ‘kalnu’.

Pelēkajai zīlītei izdalītas 14 pasugas, no kurām Eiropā sastopamas sešas: Poecile montanus kleinschmidti (Lielbritānijā), Poecile montanus rhenanus (no Francijas ziemeļrietumu daļas līdz Rietumvācijai, Šveices un Itālijas ziemeļu daļā), Poecile montanus montanus (no Francijas dienvidaustrumu daļas līdz Rumānijai, Bulgārijai un Grieķijai), Poecile montanus salicarius (Vācijā un Rietumpolijā, līdz Šveices ziemeļaustrumu daļai un Austrijai), Poecile montanus borealis (no Skandināvijas ziemeļos līdz Ukrainai dienvidos) un Poecile montanus uralensis (Krievijas Eiropas daļas dienvidaustrumos). Latvijā sastopama pasuga Poecile montanus borealis.

Ķermeņa garums 11–12 cm, svars 8–15 g. Mazāka par lielo zīlīti (Parus major). Abu dzimumu putni līdzīgi. Pēc izskata ļoti līdzīga purva zīlītei (Poecile palustris). Mugurpuse brūngani pelēka, vēderpuse un vaigi gaiši pelēcīgi. Galvas virsa un rīkle matēti melna, melnums uz rīkles izplūdis. Spārna sekundāro lidspalvu ārmalas baltganas un veido uz spārna bālu joslu (kādas nav purva zīlītei), taču tā labi redzama tikai tuvumā, turklāt vasarā un jaunajiem putniem tā ir vāji izteikta.

Dziesma ir skaļi, atkārtoti un melanholiski svilpieni “cīu cīu cīu cīu cīu cīu”. Raksturīgs sauciens, kurā īsām zilbēm seko vairākas stieptas čērkstošas zilbes “zi-zi čē čē čē” (it kā saucot savu vārdu “pe-lē-kā”). Balss ir labākā pazīme atšķiršanai no purva zīlītes.

Pelēkā zīlīte ir nometnieks, taču daļa populācijas (pārsvarā – jaunie putni) rudeņos aizceļo. Latvijā var ieceļot arī pelēkās zīlītes no ziemeļiem.

Apdzīvo mitrus skuju koku un jauktus mežus, bet ārpus ligzdošanas sezonas var būt sastopama arī citur. Būtisks dzīvotnes elements ir satrupējuši koku stumbeņi, jo tādos pelēkā zīlīte kaļ sev dobumus ligzdošanai.

Pārtiek no dažādiem bezmugurkaulniekiem, sēklām un augļiem. Ziemā augu valsts barība veido lielāko daļu no kopējā barības apjoma.

Parasti ligzdo pašas izkaltā dobumā satrupējušā kokā, bet retumis izmanto arī jau gatavus (piemēram, dzeņu izkaltus) dobumus. Gan dobumu kaļ, gan ligzdu būvē mātīte. Ligzda visbiežāk ir dobuma izklājums ar koka šķiedrām, zīdītāju matiem un reizēm arī putnu spalvām.

Olas baltas ar daudzveidīgiem sarkanbrūniem, gaišbrūniem vai violeti sarkaniem raibumiem. To izmērs vidēji ir 15,5x12,2 mm. Dējumā 6–9, retāk – 5–13 olas. Gadā parasti viens, bet var būt arī divi perējumi. Perē tikai mātīte, bet tēviņš to baro. Perēšanas ilgums 13–15 dienas.

Mazuļi ir ligzdguļi. Ligzdu tie atstāj 17–19 dienu vecumā.

Rudeņos un ziemās pelēkās zīlītes uzturas bariņos kopā ar citām zīlīšu sugām.

Izplatības areāls sniedzas no Lielbritānijas un Francijas rietumos līdz Krievijas austrumiem. Ziemo ligzdošanas areālā, taču daļa populācijas, it īpaši areāla ziemeļu daļā, rudenī aizceļo.

Kopš 20. gs. 80. gadiem izplatība Eiropā nedaudz samazinājusies areāla rietumu un dienvidu daļā. Samazinājies arī Eiropas populācijas lielums.

Izplatība Latvijā kopš 20. gs. 80. gadiem nav būtiski mainījusies. Latvijā ligzdojošā populācija ir 104025–207619 pāri. Gan ilgtermiņā, gan īstermiņā populācija samazinās.

Populācijas lejupslīde Eiropā nav tik strauja, lai sugu uzskatītu par apdraudētu, taču Latvijā suga populācijas lejupslīdes dēļ klasificēta kā apdraudēta.

Latvijā draudi nav pētīti, bet ticami, ka būtiskākais no tiem ir mežsaimnieciskā darbība, tostarp ligzdu iznīcināšana, veicot mežizstrādi ligzdošanas laikā. Somijā veikti pētījumi liek domāt, ka būtisks iemesls pelēkās zīlītes populācijas lejupslīdei ir pieaugušo putnu izdzīvotības samazināšanās ārpus ligzdošanas sezonas, kas savukārt varētu būt skaidrojama ar dzīvotnes kvalitātes pazemināšanos mežizstrādes dēļ.

Pelēkā zīlīte ir viena no putnu sugām, kas labprāt ziemā apmeklē barotavas. 

Pelēkā zīlīte nav iekļauta ne Eiropas Savienības, ne Latvijas īpaši aizsargājamo sugu sarakstā.