Se distribuye desde el sur de Perú (tierras altas de Arequipa, Moquegua y Tacna) al sur a través de las tierras altas del suroeste de Bolivia hasta el norte de Chile (desde el este de Arica y Parinacota al sur hasta Baños del Toro, en el norte de Coquimbo) y noroeste de Argentina (al sur hasta Catamarca).^[7]​

Esta especie es considerada bastante común en sus hábitat naturales: las laderas de las montañas de los Andes, entre los 3000 y 4500 m de altitud, en pastizales y en matorrales de zonas rocosas,^[8]​ principalmente donde prevalecen cactus columnares.^[9]​

Mide 16,5 cm de longitud. El macho tiene cabeza negra; el plumaje del dorso es de color anaranjado a castaño; las partes inferiores son de color amarillo; la cara inferior de la cola es blanca.^[8]​ La hembra tiene la cabeza y cuello color gris pizarra con plumas rayadas de negro; mejillas y garganta negruzcas; el dorso marrón oliváceo a verde oliva pardusco hacia el lomo; pecho amarillo con tono canela; abdomen y subcaudales color crema blancuzco.^[6]​

Usualmente anda en pares o en pequeños grupos, a menudo con otros tráupidos montanos. Es conspícuo, generalmente alrededor de villas y habitaciones humanas.^[9]​

Su dieta consiste de semillas y pequeños invertebrados. Cerca de asentamientos humanos, suele buscar restos de comida.^[6]​

Construye un nido con tallos de pasto seco, en el suelo entre el pasto alto, en arbustos entre las rocas o cerca de una vivienda. Deposita de 3 a 4 huevos de color verde azulado claro con pintas marrón a púrpura, que miden 23 x 16 mm.^[6]​

Su canto es una sonora y musical repetición de una única frase clara, por ejemplo «trilií, trilií, trilií....»^[9]​

La especie P. atriceps fue descrita por primera vez por los ornitólogos franceses Alcide d'Orbigny y Frédéric de Lafresnaye en 1837 bajo el nombre científico Emberiza atriceps; la localidad tipo es «Tacora, actual Tarapacá, Chile, anteriormente en Perú».^[7]​

El nombre genérico masculino Phrygilus proviene del griego «phrugilos»: ave no identificada, mencionada por Aristófanes, tal vez algún tipo de pinzón; y el nombre de la especie «atriceps» se compone de las palabras del latín «ater»: negro, y «ceps»: de gorra, de cabeza.^[10]​

De acuerdo con los estudios genéticos y las características externas, según el trabajo de Campagna et al., 2011, la presente especie integra un clado bien definido de Phrygilus «encapuchados» junto a Phrygilus gayi, P. punensis y P. patagonicus, que se distinguen por su cabeza oscura a manera de capucha y plumaje muy colorido del macho y presentan claro dimorfismo sexual. Está relacionado con el género Sicalis.^[11]​

Es monotípico. Ya ha sido considerado conespecífico con P. gayi, pero los dos raramente hibridan en el área del centro norte de Chile (entre Atacama y Coquimbo) donde son simpátricos. Las variaciones geográficas son mínimas; individuos del centro de Bolivia hasta el noroeste argentino tienen el pico ligeramente más largo que los otros, pero estas diferencias se consideran clinales; también, los machos del noroeste del altiplano boliviano (Sajama) parecen tener las alas particularmente negras.^[7]​

•   Wikispecies tiene un artículo sobre Phrygilus atriceps.
•   Wikimedia Commons alberga una categoría multimedia sobre Phrygilus atriceps.
• Videos, fotos y sonidos de Phrygilus atriceps en eBird.
• Sonidos y mapa de distribución de Phrygilus atriceps en xeno-canto.