Желтоголовый королёк распространён на большей части Евразии, а также на Канарских и Азорских островах. При этом ареал этой птицы находится в промежутке между июльскими изотермами в 14 °C и 23 °C, и почти полностью совпадает с областью распространения ели обыкновенной, а также других азиатских видов ели. Очень мелкая птица, своим шарообразным сложением похожая на пеночек, с очень коротким хвостом, короткой шеей и большой головой. Длина тела 9-10 см, размах крыльев 15-17 см, масса 4-8 г. Верх зеленовато-оливковый, низ сероватый, на крыле выделяются две белые поперечные полоски. Вдоль темени проходит жёлтая с чёрными каёмками полоса, более широкая и с оранжевым оттенком у самца, и с лимонным оттенком у самки. Когда птица взволнована, жёлтые перья приподнимаются и образуют небольшой хохолок. Вокруг глаза тонкое кольцо белых коротких пёрышек. Клюв тонкий и заострённый. Молодые птицы похожи на взрослых, до первой осени отличаясь от них отсутствием жёлтой полосы на голове. Близкий и сходный по окрасу красноголовый королёк, на территории России встречающийся только в Псковской области и на западе Большого Кавказа, отличается хорошо заметной белой бровью и чёрной уздечкой. Корольковая пеночка, распространённая в Сибири и на Дальнем Востоке, имеет жёлтую бровь, чёрную полоску через глаз и жёлтое пятно на пояснице. Выделяют до 14 подвидов желтоголового королька, отличающихся между собой деталями окраски и в отдельных случаях экологией. На большей части территории основной гнездовой биотоп — высокоствольные ельники, иногда с примесью сосны горной (Pinus mugo) и пихты белой. Реже гнездится в смешанных елово-широколиственных лесах и высокогорных кедровниках; боров с участием лиственницы и сосны обыкновенной избегает в любое время года. На севере и в Сибири характерен для темнохвойной тайги, однако встречается там достаточно редко - возможно, изучен недостаточно в силу скрытного образа жизни. На Азорских островах, где местный лавровый лес почти полностью вырублен, хорошо приспособился к интродуцированному японскому кедру, многочисленен в небольших рощицах можжевельника азорского. Во внегнездовой период биотопы более разнообразны и могут включать в себя кустарниковые заросли, лиственные и смешанные леса, сады и парки. В горах встречается до верхней кромки леса - в швейцарских Альпах до 2200 м, на Кавказе до 2000 м, в Гималаях до 4000 м, в Японии до 2600 м над уровнем моря.

Малочисленный гнездящийся, обычный зимующий вид. Средняя плотность населения в зимний период 1988-1995 гг. составила в пойменных лесах – 0,2 ос./км²; в сосновых – 48,0; в лиственных – 24,0; в смешанных – 78,0 ос./км².