De middelste bonte specht vertoont uiterlijke overeenkomsten met de grote bonte specht (Dendrocopos major), maar is wat kleiner en meer gedrongen. In tegenstelling tot de meeste spechtensoorten hebben het mannetje en het vrouwtje vrijwel hetzelfde uiterlijk. De middelste bonte specht roffelt zelden en foerageert voornamelijk in de toppen van bomen met een ruwe bast. Hier voedt hij zich voornamelijk met insecten en boomsappen. De habitat bestaat voornamelijk in oude loofbossen, met name in bossen met veel eiken.
Een volwassen middelste bonte specht heeft een lichaamslengte van ongeveer 19,5 tot 22 centimeter. Dit is iets kleiner dan de grote bonte specht (Dendrocopos major), die 20 tot 24 centimeter meet. Dit verschil lijkt echter groter door de kortere snavel, de rondere kop en het gedrongener uiterlijk van de middelste bonte specht. De vleugelspanwijdte bedraagt ongeveer 34 centimeter en het gewicht varieert tussen de 50 en 85 gram.
Het verenkleed van de middelste bonte specht is aan de bovenzijde glanzend zwart. De zwarte vleugels hebben witte ovale vleugelvlekken aan de basis en een witte, brede bandering. De schouder en onderzijde is wit. De borst en flanken zijn bedekt met zwarte, verticale strepen en vertonen vaak gele tinten. Van de buik tot de anaalstreek verloopt de kleur van het verenkleed van vuilroze naar rood. De staart is zwart, met uitzondering van de zwart-wit gebandeerde buitenste staartpennen.
De middelste bonte specht heeft een relatief korte, lichtgrijze snavel die minder sterk is dan bij veel andere spechten. De iris is rood tot roestbruin en steekt meestal duidelijk af in het gezicht. Het gezicht is met uitzondering van een vage donkere snorstreep overwegend wit, net als het voorhoofd, de keel en nek. Door de spaarzame zwarte veertjes in het gezicht heeft de specht soms een smoezelig uiterlijk. Het wit van het gezicht en de schouder wordt gescheiden door een horizontale zwarte vlek, die in tegenstelling tot bij de grote bonte specht niet doorloopt tot in de nek.
Bij het vrouwtje is de kleurgrens tussen de rode kopkap en de zwarte nek soms minder scherp dan bij het mannetje. Beide geslachten hebben een geheel rode kopkap zonder zwarte bies. Bij verstoring of opwinding worden de rode kopveren opgezet. Op het achterhoofd heeft het mannetje meestal een duidelijke grens tussen het rood van de kopkap en het zwart in de nek. Het vrouwtje heeft een iets minder felrood gekleurde kopkap. De overgang tussen het rood en het zwart op het achterhoofd is soms vager en vertoont soms ook gelige of bruinige tinten. Buiten dit verschil, dat niet altijd aanwezig is en in het veld moeilijk is te onderscheiden, bestaat er geen noemenswaardige seksuele dimorfie. Hiermee onderscheidt de middelste bonte specht zich van de meeste andere spechtensoorten.
Het juveniel van de middelste bonte specht is valer en minder contrastrijk gekleurd. De kopkap is minder felgekleurd, het gezicht is grijzer, de iris is grijs of bruin en de vleugels hebben een bruine tint.
De middelste bonte specht is de enige vertegenwoordiger van het geslacht Dendrocoptes in zijn verspreidingsgebied. Wel leven er een groot aantal andere 'bonte' spechten, die net als de middelste bonte specht voorheen tot het geslacht Dendrocopos werden gerekend. De kleine bonte specht (Dryobates minor) is met een grootte van 14 tot 16 centimeter aanzienlijk kleiner en heeft bovendien geen rood op de anaalstreek. De grote bonte specht en de Syrische bonte specht (Dendrocopos syriacus) hebben dat wel en zijn gemiddeld slechts vijftien procent groter dan de middelste bonte specht. Deze spechten hebben een zwaardere snavel, een feller rode stuit, een egaal witte onderzijde en aanzienlijk meer zwart in de koptekening. Alleen de mannetjes van deze soorten hebben een weinig rood op de kruin. Het mannetje van de witrugspecht (Dendrocopos leucotos) heeft net als de middelste bonte specht een gestreepte onderzijde en veel rood op de kruin. Deze spechtensoort is echter nog groter dan de voornoemde soorten en heeft bovendien wit gebandeerde vleugelveren.
De juveniel van de middelste bonte specht en bovengenoemde Dendrocopos-soorten zijn lastiger uit elkaar te houden, daar ze allen een roze anaalstreek hebben en een grote rode kopkap, al is deze in tegenstelling tot bij de middelste bonte specht zwart gebiesd. Ook de hoeveelheid zwart in het gezicht en de tekening van de vleugels zijn belangrijke determinatiekenmerken.
De middelste bonte specht is een dagactieve vogel. Hij deelt zijn dag in tussen zonsopgang en zonsondergang, maar is minder actief bij slechte weersomstandigheden. De specht is een groot deel van de dag beweeglijk op zoek naar voedsel. Hij houdt zich bij voorkeur op in de middelste en bovenste vegetatielagen van loofbomen. Hierdoor is hij relatief moeilijk te ontdekken wanneer een boom blad draagt. Vroeg in de middag wordt meestal een pauze gehouden, waarin de middelste bonte specht rust, zijn veren glad strijkt of met opgezette veren zonnebaadt. De middelste bonte specht brengt deze periode doorgaans in de bovenste boomkronen door. Reeds voor de schemerperiode verblijft hij in de nabijheid van zijn slaapplaats. Hij brengt de nacht door in een boomholte of soms in een nestkast.
De middelste bonte specht is een standvogel die zelden van territorium verhuist. Hij overwintert in zijn broedgebied. In strenge winters vergroot de middelste bonte specht meestal zijn foerageerterritorium en kan dan ook in parken of op voederplaatsen worden aangetroffen. Ook de pas uitgevlogen jonge vogels blijven in de nabijheid van het ouderlijk territorium. In een uitzonderlijk geval werd een geringde juveniel op 55 kilometer afstand van zijn oorspronkelijke broedholte aangetroffen.
Rond eind januari en begin februari begint het mannetje van de middelste bonte specht met zijn typische territoriumroep om een vrouwtje aan te trekken. Gedurende de maand maart laat hij deze roep steeds vaker horen. Wanneer een vrouwtje nadert, intensiveert het mannetje zijn klaaglijke roep, zet zijn kopveren op en vertoont een opvallende fladderende baltsvlucht. Vervolgens toont hij het vrouwtje de vaak nog onvoltooide nestholte, door naast de nestingang op de bast te hameren. Als het vrouwtje de nestholte geschikt vindt, biedt zij zich aan en volgt de copulatie. De paartijd hangt af van de locatie. In Centraal-Europa en de Benelux vinden de eerste paringen plaats in februari, met een piek in maart. In de Balkan en in Turkije begint de broedperiode enkele dagen eerder, terwijl spechten in het noordoosten van Europa iets later paren.
Tijdens het broedseizoen zijn het mannetje en vrouwtje meestal monogaam. Tussen mannelijke spechten bestaat er veel rivaliteit, wat vaak gepaard gaat met agressief gedrag. Deze rivaliteit blijft zelfs nadat er koppels zijn gevormd nog vaak voortduren. Na de broedperiode bestaat er een lossere band tussen de broedparen. Veel middelste bonte spechten vernieuwen het volgende broedjaar hun band opnieuw.
De nestholte wordt uitgehakt in een boomstam of dikke tak van een loofboom, bij voorkeur in zachte houtsoorten. De middelste bonte specht kiest hiervoor bomen als populieren, wilgen of elzen, maar ook dood of beschimmeld hout. Doorgaans is het mannetje reeds begonnen voordat een koppel is gevormd. Daarna helpt het vrouwtje om het nest verder uit te hakken, al blijft het mannetje het grootste aandeel hierin leveren. In totaal bedraagt de bouwtijd minstens een week, maar meestal twee tot vier weken. In sommige gevallen echter broedt de middelste bonte specht in een eerder gebruikt nest of in die van de grote bonte specht of de kleine bonte specht. In het laatste geval zal de kleine nestholte eerst verder uitgehakt worden.
De middelste bonte specht heeft de typische gewoonte om de nestingang onder een overkapping te maken, zoals een aanhechting van een grote tak of een consolevormige paddenstoel als de echte tonderzwam. Het vlieggat heeft een doorsnede van minimaal 34 millimeter en de nest een breedte van ongeveer 12 centimeter en een diepte tussen de 20 en 35 centimeter. Nestholtes van de middelste bonte specht zijn aangetroffen van een tot meer dan twintig meter boven de grond, maar meestal op een hoogte van vijf tot tien meter. Gemiddeld genomen bouwt de middelste bonte specht zijn nest hoger dan de grote bonte specht.
