El ratón de California rompe una de las reglas no escritas de los pequeños roedores: forma parejas monógamas de por vida, algo rarísimo entre los mamíferos y prácticamente único dentro de su propio género. El macho participa en el cuidado de las crías casi al mismo nivel que la hembra, salvo en la lactancia, y esa fidelidad reproductiva ha convertido a la especie en uno de los modelos de laboratorio más usados del mundo para estudiar el vínculo de pareja. Es además el mayor ratón de patas blancas de Estados Unidos, casi el doble de grande que otras especies del mismo género con las que comparte hábitat.
Mide entre 11 y 12 cm de cuerpo, con una cola larga bien peluda de longitud similar o algo mayor, pelaje pardo rojizo intenso en el dorso y blanco puro en el vientre, un tamaño claramente mayor que el de otros Peromyscus de su rango, lo que facilita su identificación en la mano. Se diferencia de las especies con las que convive, como el ratón ciervo, sobre todo por ese tamaño notablemente superior.
Construye nidos voluminosos de hierba seca y ramitas bajo troncos caídos o en huecos de matorral denso, con una cámara central de hierba fina que sirve de cama; estos nidos, ocupados por parejas y no por individuos solitarios, son mayores que los de otras especies de Peromyscus simpátricas. Sus huellas, algo mayores que las de otros ratones de patas blancas de su rango por el tamaño corporal superior de la especie, siguen sin ser distinguibles con fiabilidad a simple vista de las de otros roedores pequeños de la zona.
Vive en matorral costero, chaparral y bosque de encinas de California y el norte de la península de Baja California, desde el nivel del mar hasta zonas de montaña media.
Se alimenta de semillas, frutos, bellotas e insectos del sotobosque de matorral y chaparral.
Forma parejas monógamas estables de por vida, con ambos miembros compartiendo un mismo territorio y nido; el macho participa activamente en el cuidado de las crías, un comportamiento poco habitual entre los roedores. Las camadas suelen ser pequeñas, de una a tres crías.
Catalogado de preocupación menor por la UICN, con poblaciones estables en la mayor parte de su rango en California y Baja California.
La pérdida de matorral costero y chaparral por la expansión urbana en California es la presión más citada sobre algunas poblaciones locales.
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