Le poisson-papillon à tête jaune peut mesurer jusqu'à 20 cm. Le corps est comprimé latéralement, plus allongé et moins circulaire que la plupart de ses congénères et le museau est pointu. Ce poisson est globalement blanc avec des rayures verticales fines, violettes et anguleuses. La tête est jaune et l'iris est traversé d'une barre noire et verticale. Les nageoires annale et dorsale sont jaune orangé et la nageoire caudale est transparente et bordé d'un liseré jaune.
Le poisson-papillon à tête jaune vit principalement en solitaire, mais il peut aussi former des bancs libres de quelques individus. C'est une espèce territorial et agressive envers les autres espèces de poisson-papillon. Il est omnivore.
Le poisson-papillon à tête jaune est ovipare. Il est monogame et les sexes sont distincts. Les gamètes sont relâchés en eau libre et la fécondation est externe. Les œufs et les larves sont pélagiques. Il peut s'hybrider avec le poisson-papillon à selle noire (Chaetodon ephippium)
Chaetodon xanthocephalus, plus communément appelé poisson-papillon à tête jaune, est un poisson de récif originaire de l'océan Indien.